{"id":27799,"date":"2022-08-22T10:30:14","date_gmt":"2022-08-22T13:30:14","guid":{"rendered":"https:\/\/dev.cnpem.br\/?p=27799"},"modified":"2026-03-12T11:44:30","modified_gmt":"2026-03-12T14:44:30","slug":"nanofio-de-espessura-monoatomica-e-obtido-a-partir-de-material-ceramico-por-pesquisadores-do-cnpem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/nanofio-de-espessura-monoatomica-e-obtido-a-partir-de-material-ceramico-por-pesquisadores-do-cnpem\/","title":{"rendered":"Nanofio de espessura monoat\u00f4mica \u00e9 obtido a partir de material cer\u00e2mico por pesquisadores do CNPEM"},"content":{"rendered":"<div class=\"wpb-content-wrapper\"><p>[vc_row][vc_column][vc_column_text]<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Artigo publicado na revista Physical Review Letters destaca como recursos de microscopia eletr\u00f4nica de ponta e simula\u00e7\u00f5es computacionais revelaram propriedades in\u00e9ditas do di\u00f3xido de zirc\u00f4nio<\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img data-recalc-dims=\"1\" loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-68971 alignleft\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/lnnano.cnpem.br\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/nanofio-300x298.png?resize=300%2C298&#038;ssl=1\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" srcset=\"https:\/\/lnnano.cnpem.br\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/nanofio-300x298.png 300w, https:\/\/lnnano.cnpem.br\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/nanofio-150x150.png 150w, https:\/\/lnnano.cnpem.br\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/nanofio.png 567w\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"298\" \/>O desenvolvimento de novas tecnologias depende cada vez mais da compreens\u00e3o detalhada do comportamento dos materiais na escala de seus \u00e1tomos e mol\u00e9culas, sejam dispositivos eletr\u00f4nicos mais r\u00e1pidos e eficientes, melhores catalisadores para a ind\u00fastria qu\u00edmica, ou fontes alternativas de energia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">No entanto, quando passamos de dimens\u00f5es macrosc\u00f3picas para dimens\u00f5es nanom\u00e9tricas (milion\u00e9simos de mil\u00edmetros), as propriedades dos materiais, sejam el\u00e9tricas, magn\u00e9ticas, \u00f3pticas e tantas outras, podem ser completamente diferentes daquelas que o mesmo material apresenta em sua vers\u00e3o macrosc\u00f3pica.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por isso, a possibilidade de controlar as caracter\u00edsticas dos materiais nessa min\u00fascula escala, que, al\u00e9m de sua composi\u00e7\u00e3o, dependem tamb\u00e9m de sua forma e tamanho, abre as portas para uma imensa variedade de aplica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>\u00c1tomos enfileirados<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Os nanofios monoat\u00f4micos, estruturas formadas por uma cadeia de \u00e1tomos organizadas de forma que sua se\u00e7\u00e3o transversal tenha apenas um \u00fanico \u00e1tomo, s\u00e3o a realiza\u00e7\u00e3o experimental de um sistema ideal de uma \u00fanica dimens\u00e3o. Eles proporcionam um caminho para estudar a f\u00edsica dos \u00e1tomos e el\u00e9trons confinados dessa forma. O comportamento peculiar de tais sistemas de extrema baixa dimens\u00e3o revela frequentemente propriedades surpreendentes e inesperadas, como, por exemplo, ao passarem de isolantes para condutores ou de magn\u00e9ticos para n\u00e3o-magn\u00e9ticos, entre outras.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u201cExperimentos para a produ\u00e7\u00e3o de fios monoat\u00f4micos tiveram in\u00edcio com \u00e1tomos met\u00e1licos, particularmente Ouro (Au), Ir\u00eddio (Ir) e Platina (Pt), e compostos covalentes como cadeias de carbono. Por outro lado, fios de compostos i\u00f4nicos, como as cer\u00e2micas, nunca tinham sido observados ou produzidos experimentalmente at\u00e9 o limite at\u00f4mico. Esses sistemas s\u00e3o geralmente fr\u00e1geis e, portanto, considerados menos propensos a formar tais fios ultrafinos, em compara\u00e7\u00e3o com os metais\u201d, explica o diretor do Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia (LNNano), Rodrigo Capaz, um dos autores da pesquisa.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\"><strong>Microscopia e Simula\u00e7\u00f5es Computacionais<\/strong><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">A maior infraestrutura da Am\u00e9rica Latina de microscopia de transmiss\u00e3o de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o e as compet\u00eancias computacionais dispon\u00edveis no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), foram fundamentais para que os pesquisadores obtivessem de forma pioneira nanofios monoat\u00f4micos de di\u00f3xido de zirc\u00f4nio (ZrO2).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Com um dos microsc\u00f3pios eletr\u00f4nicos do parque de microscopia do CNPEM, capaz de fazer imagens de \u00e1tomos com resolu\u00e7\u00e3o da ordem de d\u00e9cimos de nan\u00f4metros, os pesquisadores puderam acompanhar o movimento de cada \u00e1tomo do sistema e todo o processo de forma\u00e7\u00e3o dos nanofios.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u201cO grupo observou a forma\u00e7\u00e3o de fios monoat\u00f4micos i\u00f4nicos altamente est\u00e1veis durante os est\u00e1gios finais de ruptura entre duas nanopart\u00edculas de ZrO2 colocadas em contato e submetidas a tens\u00e3o mec\u00e2nica para se separarem\u201d, explica Capaz.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Normalmente fr\u00e1gil e quebradi\u00e7a em sua forma macrosc\u00f3pica, o di\u00f3xido de zirc\u00f4nio, tamb\u00e9m conhecido como zirc\u00f4nia, \u00e9 um material amplamente empregado como catalisadores, LEDs, baterias de \u00edon-l\u00edtio, e aplica\u00e7\u00f5es biom\u00e9dicas, entre outras. No entanto, nessa forma de nanofio monoat\u00f4mico, o ZrO2 apresenta novas propriedades mec\u00e2nicas, passando a um estado d\u00factil e male\u00e1vel.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Os resultados, publicados na revista\u00a0<a href=\"https:\/\/www.doi.org\/%2010.1103\/PhysRevLett.129.046101\">Physical Review Letters<\/a>, s\u00e3o um passo adiante para uma melhor compreens\u00e3o das propriedades mec\u00e2nicas dos materiais i\u00f4nicos em nanoescala, e abrem caminho para novas investiga\u00e7\u00f5es e aplica\u00e7\u00f5es das propriedades mec\u00e2nicas \u00fanicas destes sistemas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Em apoio \u00e0s descobertas experimentais, foram realizadas simula\u00e7\u00f5es computacionais da din\u00e2mica molecular do material estudado. Esses c\u00e1lculos extremamente sofisticados, realizados com a ajuda da infraestrutura de computa\u00e7\u00e3o do CNPEM, simulam o comportamento de um conjunto de \u00e1tomos nas mesmas condi\u00e7\u00f5es utilizadas nos experimentos de microscopia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">No entanto, essas simula\u00e7\u00f5es n\u00e3o servem apenas para reproduzir o que foi observado nos experimentos de microscopia, elas tamb\u00e9m revelam o processo e quais os \u00e1tomos s\u00e3o respons\u00e1veis pela forma\u00e7\u00e3o do fio monoat\u00f4mico e pelas novas propriedades mec\u00e2nicas do material, de fr\u00e1gil e quebradi\u00e7o em sua forma macrosc\u00f3pica para um estado d\u00factil e male\u00e1vel em sua forma nanom\u00e9trica.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\"><strong>Grupos te\u00f3ricos<\/strong><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">O trabalho envolve a colabora\u00e7\u00e3o entre as \u00e1reas de pesquisa e desenvolvimento em Tecnologias Habilitadoras de Microscopia Eletr\u00f4nica e de Teoria e Ci\u00eancia de Dados do CNPEM. Esta \u00faltima re\u00fane pesquisadores atuando em simula\u00e7\u00f5es de din\u00e2mica molecular, c\u00e1lculos de estrutura eletr\u00f4nica e transporte eletr\u00f4nico, \u201cmachine learning\u201d, entre outras, com o objetivo de avan\u00e7ar o estado-da-arte dessas t\u00e9cnicas e dar suporte te\u00f3rico-computacional para as atividades experimentais desenvolvidas em todo o CNPEM.<\/p>\n<h3 style=\"text-align: justify;\"><strong>Sobre o CNPEM<\/strong><\/h3>\n<p style=\"text-align: justify;\">Ambiente sofisticado e efervescente de pesquisa e desenvolvimento, \u00fanico no Brasil e presente em poucos centros cient\u00edficos do mundo, o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) \u00e9 uma organiza\u00e7\u00e3o privada sem fins lucrativos, sob a supervis\u00e3o do Minist\u00e9rio da Ci\u00eancia, Tecnologia e Inova\u00e7\u00f5es (MCTI). O Centro opera quatro Laborat\u00f3rios Nacionais e \u00e9 o ber\u00e7o do projeto mais complexo da ci\u00eancia brasileira \u2013 Sirius \u2013 uma das fontes de luz s\u00edncrotron mais avan\u00e7adas do mundo. O CNPEM re\u00fane equipes multitem\u00e1ticas altamente especializadas, infraestruturas laboratoriais globalmente competitivas e abertas \u00e0 comunidade cient\u00edfica, linhas estrat\u00e9gicas de investiga\u00e7\u00e3o, projetos inovadores em parceria com o setor produtivo e forma\u00e7\u00e3o de investigadores e estudantes. O Centro \u00e9 um ambiente impulsionado pela pesquisa de solu\u00e7\u00f5es com impacto nas \u00e1reas de Sa\u00fade, Energia e Materiais Renov\u00e1veis, Agroambiental, Tecnologias Qu\u00e2nticas. A partir de 2022, com o apoio do Minist\u00e9rio da Educa\u00e7\u00e3o (MEC), o CNPEM expandiu suas atividades com a abertura da Ilum Escola de Ci\u00eancia. O curso superior interdisciplinar em Ci\u00eancia, Tecnologia e Inova\u00e7\u00e3o adota propostas inovadoras com o objetivo de oferecer forma\u00e7\u00e3o de excel\u00eancia, gratuita, em per\u00edodo integral e com imers\u00e3o no ambiente de pesquisa do CNPEM.<\/p>\n<p>[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[vc_row][vc_column][vc_column_text] Artigo publicado na revista Physical Review Letters destaca como recursos de microscopia eletr\u00f4nica de ponta e simula\u00e7\u00f5es computacionais revelaram propriedades in\u00e9ditas do di\u00f3xido de zirc\u00f4nio O desenvolvimento de novas&hellip;<\/p>\n","protected":false},"author":17,"featured_media":27800,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-27799","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized","category-1","description-off"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v27.7 - 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