A internet do futuro poderá ser muito mais rápida do que a atual graças ao grafeno, forma de carbono altamente condutora e o mais fino de todos os materiais disponíveis na atualidade. Uma colaboração entre cientistas das universidades de Manchester e de Cambridge, no Reino Unido, resultou na descoberta de um método que poderá levar à melhoria das características de dispositivos à base de grafeno para uso em fotodetectores em sistemas ópticos de comunicação em alta velocidade.
Entre integrantes da colaboração estão Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, que ganharam o prêmio Nobel de Física de 2010 por pesquisas com o grafeno. O novo estudo foi publicado nesta terça-feira (30/08) na Nature Communications.
O grafeno é formado por uma camada única de carbono, agrupada em uma grade em colmeia e na qual os átomos mantêm entre eles uma distância específica. Por meio da combinação de grafeno com nanoestruturas metálicas, os cientistas conseguiram uma melhoria de 20 vezes na transmissão de luz. Ao colocarem essas estruturas metálicas, na forma de fios, em cima do grafeno e iluminarem a estrutura, os cientistas observaram que o resultado era a geração de energia. O dispositivo funciona como uma célula solar básica.
Para a próxima geração de dispositivos
O mais importante resultado da pesquisa é que o dispositivo apresentou potencial de transmitir dados em taxas de transferência muito mais rápidas – dezenas ou centenas de vezes – do que os mais rápidos cabos de internet disponíveis na atualidade. O motivo é a natureza única dos elétrons no grafeno, incluindo a alta mobilidade e velocidade. A pesquisa resolve um grande problema do grafeno até então, que era a baixa eficiência. O grafeno absorve pouca luz, cerca de 3%, sendo que o resto é dissipado sem que contribua para a geração de eletricidade.
A combinação com as estruturas metálicas, chamadas de nanoestruturas plasmônicas, ampliou essa eficiência em 20 vezes nos testes feitos nos laboratórios britânicos, sem sacrificar a velocidade de transferência. Segundo os autores do estudo, no futuro a eficiência deverá aumentar muito mais. “A tecnologia de produção de grafeno amadurece a cada dia, o que tem um impacto imediato tanto no tipo da entusiasmante física que encontramos nesse material como na gama de aplicações possíveis”, disse Novoselov. “Muitas empresas no setor eletrônico estão considerando o grafeno para a próxima geração de dispositivos. Esse novo trabalho certamente aumenta muito mais as chances do material”, disse.
O artigo “Strong Plasmonic Enhancement of Photovoltage in Graphene” (doi:10.1038/ncomms1464), de K. S. Novoselov e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com/ncomms/journal/v2/n8/full/ncomms1464.html.