Grafene: scoperta rara forma di magnetismo

Il grafene è costituito da un solo strato di carbonio. Esso è il più forte e sottile materiale conosciuto ed è un eccellente conduttore di calore ed elettricità.

Scoperta rara forma di magnetismo

Un gruppo di ricerca capeggiato da Cory Dean, professore di fisica alla Columbia University e dai professori Matthew Yankowitz e Xiaodong Xu, rispettivamente dei dipartimenti di fisica e scienza dei materiali dell’Università di Washington, ha scoperto in una struttura di grafene composta da tre strati una rara forma di magnetismo.
A differenza dei magneti convenzionali, che sono guidati dalle proprietà quantistiche degli elettroni, in particolare lo spin, il magnetismo del grafene è causato da un moto collettivo degli elettroni nella struttura a tre strati.

Questa forma di magnetismo era già stata osservata in alcuni cristalli di grafene e nitrato di boro; adesso i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che può avvenire in sistemi estremamente più semplici.

Il carbonio puro non è magnetico,” dice Yankowitz. “Sorprendentemente, possiamo ottenere questa proprietà, riarrangiando i tre fogli di grafene con il giusto angolo“.

Per condurre i loro esperimenti, i ricercatori hanno impilato un monostrato di grafene su un foglio a due strati e li hanno piegati di circa un grado, a una temperatura pochi gradi superiore allo zero assoluto.

Forti interazioni tra elettroni

Il team ha osservato un insieme di stati isolanti, i quali non conducono elettricità, e sono caratterizzati da fortissime interazioni tra gli elettroni, le quali possono essere controllate applicando una campo elettrico attraverso il foglio di grafene.

Abbiamo imparato che la direzione del campo elettrico conta moltissimoha spiegato Yankowitz. Quando i ricercatori hanno puntato il campo verso il monostrato, il sistema ricordava una doppio strato contorto; quando l’hanno puntato verso il foglio bi-strato, il sistema ha imitato una struttura a quattro strati.

Il grafene ha diversi utilizzi: esso è utilizzato per produrre racchette, caschi, scarpe.

 Può diventare un depuratore d’acqua o un filtro per l’aria. Può essere una minuscola lampadina o una retina bionica

 Inoltre, applicato ai microfoni dinamici, ne amplifica di 32 volte la sensibilità. Utilizzando fogli di grafene, sono state realizzate costruzioni spugnose in 3D, 10 volte più dure dell’acciaio e decisamente più leggere

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