Atualizado 30 de outubro de 2025 por Sergio A. Loiola
Como os magos dos materiais na ficção, físicos Tornaram Possível Mudar Propriedades de Metais e semi metais usando Luz, ampliando a recém descoberta da “Engenharia Floquet”, o uso de pulsos para mudar propriedades de materiais.
A pesquisa foi publicada na Revista Nature Physics.
A sonhada época época na qual as propriedades dos materiais possam ser alteradas para múltiplas aplicações apenas usando sobre eles luz chegou. Parece ficção mas é realidade.
Veremos a seguir como a engenharia Floquet está sendo usada para alterar as propriedades dos materiais. Em Texto, Imagens e Vídeos.
Qual a sua visão sobre as possibilidades de controlar as propriedades dos materiais? Ela poderia ajudar a fazer materiais supercondutores de forma simples, painéis solares, computação quântica e fusão nuclear de alto rendimento? Deixe seu comentário no final do texto!
Vídeo 1: Como o GRAFENO mudará o mundo – Tudo sobre o grafeno
Vídeo 2: O que é GRAFENO? Tudo sobre o GRAFENO Como o GRAFENO vai mudar o mundo?
Vídeo 3: Grafeno em Foco: O que é e o potencial
LEIA MAIS
Luz Surge e Some do Nada no Tempo-Espaço Sem Sinal Propagar
Calor Movido Como Ondas Revolucionará Dissipação Térmica
Manipular propriedades dos materiais com luz é muito mais simples e promissor do que se pensava
Uma nova imensa fronteira tecnológica se abriu. Em cerca de dez anos tornou-se possível manipular as propriedades dos materiais bidimensionais usando apenas luz, o que leva seu potencial de aplicações tecnológicas e científicas para um nível completamente novo.
Há cerca de 10 anos, uma equipe demonstrou na prática pela primeira vez como fótons e elétrons podiam se mesclar, em uma autêntica união de luz e matéria.
Ao ficarem inteiramente “conectados” – tudo o que acontece ao fóton, imediatamente afeta o elétron, e vice-versa – o que se vê é um estado que é periódico tanto no tempo quanto no espaço, uma “dança” muito precisa – esses híbridos entre elétrons e fótons são chamados pelos físicos de bandas Floquet-Bloch.
No ano de 2023 Suguru Ito e colegas da Universidade de Regensburgo, na Alemanha, mergulharam nessa dança de matéria e energia em uma profundidade onde nenhum físico havia ido antes.
LEIA MAIS
Física Teórica: Supercondutores Até 700 ºC É Possível
Novo LED: Luz Similar a Solar, Agradável, Bom Para Dormir
Reações Ópticas-Eletrônicas
A equipe conseguiu fazer vídeos reais – e não apenas simulações – dos elétrons em movimento com uma resolução temporal menor do que um único ciclo de oscilação da onda eletromagnética de luz, o fóton.
Como resultado, eles fizeram uma descoberta imprevista:
“Surpreendentemente, as bandas Floquet já se formam após um único ciclo óptico,” disse Ito.
Tendo estabelecido o limite de tempo fundamental para essa engenharia de materiais induzida pela luz, a descoberta da equipe levou a uma nova era da ciência dos materiais, permitindo a criação de novas funcionalidades sob demanda.
“A descoberta de novas propriedades de materiais geralmente depende da nossa capacidade de controlar a composição química do material,” comentou o professor Ulrich Hofer.
“A manipulação puramente óptica das propriedades dos materiais pode levar a física a uma nova era, permitindo novas funcionalidades sob demanda.”
Assim, estava aberta a via de alta velocidade para futuras transformações nas ciências e engenharias dos materiais.
Vídeo 1: Como o GRAFENO mudará o mundo – Tudo sobre o grafeno
LEIA MAIS
Para Celular, Roupa e Medicina: Criado Condutor Invisível
Molécula do Século Coleta Água do Ar e Armazena Hidrogênio
UFMG Desenvolve Nanotecnologia Contra Câncer de Intestino
Nova pesquisa descobre efeitos Floquet pela primeira vez, e no grafeno, permitindo controlar a matéria usando a luz, em metais.
Pesquisadores das universidades de Gottingen (Alemanha) e Friburgo (Suíça) observaram diretamente os efeitos Floquet pela primeira vez, e fizeram isto usando o grafeno. Esses efeitos permitem nada menos do que controlar a matéria usando a luz.
A demonstração também resolve um debate de longa data entre os físicos, que acreditavam que a engenharia Floquet – um método no qual as propriedades de um material são alteradas com alta precisão usando pulsos de luz – não funcionaria em materiais metálicos e semimetálicos, como o grafeno.
Assim, esta comprovação coloca na mira dos cientistas toda a família de materiais bidimensionais (2D), ou materiais de van der Waals (2D).
Hoje já sabemos que há todo um universo de materiais unidimensionais, recentemente enriquecido com os metais 2D.
Vídeo 2: O que é GRAFENO? Tudo sobre o GRAFENO Como o GRAFENO vai mudar o mundo?
LEIA MAIS
Baterias de Sódio e Ferro Revolucionam com Carga em 5 Min
Computadores Quânticos em Massa Com Saltos Tecnológicos
Nova era das propriedades dos Materiais controlados pela luz
Os pesquisadores utilizaram microscopia de momento de femtossegundos para investigar experimentalmente os estados de Floquet no grafeno.
Nessa técnica, as amostras são primeiramente excitadas com flashes rápidos de luz e, em seguida, examinadas com um pulso de luz retardado, para rastrear processos dinâmicos no material.
“Nossas medições comprovam claramente que os ‘efeitos Floquet’ ocorrem no espectro de fotoemissão do grafeno,” disse o professor Marco Merboldt. “Isso deixa claro que a engenharia de Floquet realmente funciona nesses sistemas – e o potencial dessa descoberta é enorme.”
De fato, isto mostra que a engenharia de Floquet funciona em uma variedade de materiais muito maior do que se pensava.
Em termos práticos, isso significa que o objetivo longamente sonhado de projetar novos materiais com propriedades específicas, e fazer isso usando pulsos de laser, em um tempo extremamente curto, está se aproximando, dizem os pesquisadores.
Configurar materiais dessa maneira para aplicações específicas pode formar a base para a eletrônica, os computadores e a tecnologia de sensores do futuro.
[Imagem: J. Nevalaita/University of Jyväskylä]
“Nossos resultados abrem novas maneiras de controlar estados eletrônicos em materiais quânticos com luz. Isso pode levar a tecnologias nas quais os elétrons são manipulados de forma direcionada e controlada,” disse o professor Stefan Mahias, membro da equipe.
“O que é particularmente interessante é que isso também nos permite investigar propriedades topológicas. Essas são propriedades especiais e muito estáveis, com grande potencial para o desenvolvimento de computadores quânticos confiáveis ou novos sensores para o futuro,” acrescentou seu colega Marcel Reutzel.
Vídeo 3: Grafeno em Foco: O que é e o potencial
Bibliografia
Revista: Nature Physics
Artigo 1: Observation of Floquet states in graphene
Autores: Marco Merboldt, Michael Schüler, David Schmitt, Jan Philipp Bange, Wiebke Bennecke, Karun Gadge, Klaus Pierz, Hans Werner Schumacher, Davood Momeni, Daniel Steil, Salvatore R. Manmana, Michael A. Sentef, Marcel Reutzel, Stefan Mathias
Vol.: 21, pages 1093-1099
DOI: 10.1038/s41567-025-02889-7
Artigo 2: Floquet states in graphene revealed at last
Autores: Julien Madéo, Keshav M. Dani
DOI: 10.1038/s41567-025-02939-0
Georg-August-Universität Göttingen
Press release: Discovery unlocks potential of “miracle material” for future electronics
Inovação Tecnológica
Manipular matéria com luz é muito mais promissor do que cientistas pensavam
Política de Uso
Fique à Vontade para Compartilhar. Pedimos que Adicione o Link Anexo nas Fontes. Ajude às Pessoas Encontrar o Site. Grato por Valorizar Nosso Trabalho. Volte Sempre!
Físicos “Magos” Conseguem Mudar Propriedade de Metal Com Luz
