‘Cristais Quânticos’: Nova classe de material promete revolucionar a computação e a indústria química

A descoberta permite controlar elétrons livres em superfícies estáveis, abrindo caminho para qubits robustos e catalisadores ultraeficientes.

Cientistas da Universidade Auburn, nos EUA, projetaram uma nova classe de materiais, apelidada de “cristais quânticos”. A inovação, detalhada na revista ACS Materials Letters, permite um controle sem precedentes sobre o comportamento dos elétrons livres. Este avanço pode abrir caminho para computadores quânticos radicalmente mais estáveis e processos industriais muito mais eficientes.

Toda a tecnologia moderna depende de como os elétrons se movem. No entanto, na maioria dos materiais, eles estão fortemente ligados aos átomos. Já existiam materiais especiais chamados “eletretos”, onde os elétrons flutuam livremente, mas estes eram notoriamente instáveis e difíceis de produzir em escala, limitando seu uso prático.

Domando elétrons em superfícies

A equipe liderada por Andrei Evdokimov encontrou uma solução prática. Eles conseguiram ancorar moléculas especiais (precursores de elétrons solvatados) na superfície de materiais ultraestáveis, como o diamante e o carbeto de silício. Essa imobilização cria uma plataforma robusta e, o mais importante, controlável.

A chave da descoberta está no acoplamento ajustável dos elétrons. Dependendo de como as moléculas são organizadas na superfície, os elétrons livres podem ser configurados de duas formas principais. Em baixas concentrações, eles formam “ilhas” isoladas, que se comportam como bits quânticos (qubits). Em concentrações mais altas, eles criam um “mar” metálico contínuo.

Aplicações: De qubits a novos combustíveis

As implicações dessa dualidade são vastas. Na computação quântica, as “ilhas” de elétrons podem servir como qubits muito estáveis e robustos. Este é um dos maiores desafios do setor, já que os computadores quânticos atuais sofrem com a perda de dados por interferência e fragilidade.

Na indústria, o “mar de elétrons” pode atuar como um catalisador avançado, fomentando reações químicas de forma extremamente eficiente. Isso pode revolucionar a produção de combustíveis, medicamentos e outros produtos industriais, tornando-os mais baratos e sustentáveis.

“Ao aprender a controlar estes elétrons livres, podemos projetar materiais que fazem coisas que a natureza nunca pretendeu,” disse Evangelos Miliordos, coordenador da equipe. Konstantin Klyukin, membro da equipe, complementou: “Estamos falando de tecnologias que podem mudar a forma como computamos e como fabricamos.”

Adaptado de Inovação Tecnológica, pela redação do Movimento PB. [GEM-OOG-04112025-8A4B2C1-V18.2]