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Física

As impurezas do ouro

SIRIO J. B. CANÇADOFragilidade: o fio se rompe normalmente entre dois átomos de ouroSIRIO J. B. CANÇADO

Há um ano, físicos da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) desvendaram os detalhes do rompimento dos nanofios de ouro, estruturas que medem bilionésimos do metro e representam um material estratégico para a fabricação da próxima geração de computadores. O feito lhes valeu a matéria de capa da Physical Review Letters em 17 de dezembro de 2001, mas um detalhe ainda intrigava: a distância entre os átomos de ouro que, antes de romper-se, ficam 25% mais afastados do que os 0,29 nanômetros (nm) verificados no cristal, a substância pura. As medições experimentais, feitas em microscópios eletrônicos de alta resolução, registram distâncias da ordem de 0,36 nm ou bem maiores, de 0,48 nm.

Num artigo publicado em 23 de janeiro deste ano, novamente na Physical Review Letters, Adalberto Fazzio, Antônio José Roque da Silva e Frederico Dutilh Novaes, da USP, em conjunto com Edison Zacarias da Silva, da Unicamp, demonstram, por meio de simulações em computador, que essa variação se deve à presença de impurezas. Átomos de hidrogênio ligados aos de ouro explicariam as distâncias menores, da ordem de 0,36 nm, enquanto os de enxofre seriam os responsáveis pelas maiores, de 0,48 nm. O trabalho foi um dos destaques da seção Editors’ Choice da Science de 14 de fevereiro.

Os físicos examinaram a possibilidade de que as impurezas fossem outros elementos químicos, como boro, carbono, nitrogênio e oxigênio, mas só o hidrogênio e o enxofre coincidiram com os resultados experimentais. “O problema é que ninguém consegue ver o que está junto com os átomos de ouro”, comenta Fazzio. Nos microscópios eletrônicos, tanto o hidrogênio – com apenas um próton atuando como núcleo, ao redor do qual orbita um único elétron – quanto o enxofre – 16 prótons e 16 elétrons – desaparecem diante do respeitável átomo de ouro, constituído por 79 prótons e 79 elétrons. De todo modo, parecem aumentar a resistência dos nanofios e, portanto, adiar seu rompimento. “Ligações entre átomos de ouro com as impurezas são mais estáveis do que aquelas entre dois átomos de ouro”, comenta Roque da Silva.

O Projeto
Simulação Computacional de Materiais Nanocomputacionais; Modalidade Projeto temático; Coordenador Adalberto Fazzio – IF/USP; Investimento R$ 913.029,43

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