Berna, 1º de setembro de 2025 – Cientistas da Alemanha e da Suíça criaram, pela primeira vez, uma arquitetura que liga metais a moléculas orgânicas essenciais — as porfirinas — por meio de uma nanofita de grafeno montada com precisão atômica.
Conexão inédita entre metal, molécula e grafeno
O grupo, liderado por Feifei Xiang, do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA), desenvolveu uma técnica que acopla porfirinas contendo íons metálicos, como ferro, cobalto ou magnésio, a uma nanofita de grafeno com borda em zigue-zague. Essa junção garante uma ligação estável e bem definida, requisito fundamental para futuros componentes de eletrônica orgânica ou de “plástico”.
Dois tipos de magnetismo no mesmo sistema
A nanofita apresenta magnetismo próprio devido à sua borda, enquanto os átomos metálicos nas porfirinas exibem magnetismo convencional. Segundo Xiang, o acoplamento das porfirinas ao grafeno permite combinar e interligar esses dois comportamentos magnéticos em uma única estrutura. O pesquisador Oliver Groning, do Instituto Max Planck de Pesquisa de Polímeros, explicou que os elétrons de spin do metal permanecem localizados, ao passo que os elétrons do grafeno se distribuem pelas bordas da fita, possibilitando o acoplamento magnético.
Aplicações em spintrônica e computação quântica
A configuração resultante atua como condutor elétrico e magnético de escala nanométrica, fator que amplia seu potencial em eletrônica molecular, spintrônica e tecnologias quânticas. De acordo com o professor Roman Fasel, do EMPA, a série de porfirinas conectadas pela nanofita pode funcionar como uma cadeia de qubits interligados baseada em carbono.
Propriedades ópticas e uso como sensor
Além do magnetismo, as porfirinas são pigmentos naturais, condição que lhes confere atividade óptica. Elas podem emitir luz com comprimento de onda sensível ao estado magnético da estrutura, permitindo leitura de informações por meio de variações sutis de cor. O processo inverso também é viável: ao serem excitadas por luz, as porfirinas podem alterar a condutividade e o magnetismo do grafeno, transformando o conjunto em um possível sensor químico multifuncional.
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Próximos passos
A equipe pretende testar diferentes íons metálicos nos centros das porfirinas e aumentar a largura da nanofita de grafeno, buscando ampliar as funcionalidades eletrônicas e magnéticas da plataforma.
Com informações de Inovação Tecnológica