Ao manipular átomos dentro de camadas cerâmicas ultrafinas, pesquisadores de Universidade Queen Mary de Londres possuem materiais desbloqueados que podem ‘sintonizar’ seu comportamento em tempo actual, resultando em dispositivos extremamente eficientes e sensíveis.
O estudo revela como a equipe, liderada pelo professor Yang Hao do Queen Mary’s Middle for Electronics, projetou estruturas microscópicas chamadas nanoestruturas polares dentro de um filme cerâmico único, criando materiais que podem ‘sintonizar’ seu comportamento elétrico em frequências de micro-ondas usadas em dispositivos como sensores e antenas 5G. As descobertas foram publicadas em Comunicações da Natureza.
Os sistemas modernos de detecção e comunicação dependem de materiais que podem ajustar sua interação com os sinais, alterando a frequência, melhorando a sensibilidade ou reduzindo a interferência. Até recentemente, tem sido um grande desafio criar materiais que possam alcançar este objetivo de forma eficiente e eficaz.
A equipe superou esses desafios controlando a estrutura interna de uma fina camada cerâmica. Este método permite que o materials altere sua resposta elétrica com menos energia e perda mínima de sinal, dois desafios que anteriormente limitavam os projetos. Seu filme otimizado exibiu sintonização de microondas de aproximadamente 74% a 6 GHz.
Ao projetar o materials em nanoescala, podemos obter um ajuste forte e estável sem comprometer o desempenho.
Isso abre a porta para uma nova geração de dispositivos sem fio e sensores reconfiguráveis que são mais rápidos, menores e mais eficientes em termos energéticos.
Professor Yang Hao, Centro de Eletrônica Queen Mary
Este desenvolvimento poderá ter um impacto de longo alcance em vários setores, incluindo redes móveis, comunicações por satélite e imagens médicas. Dispositivos com altos níveis de adaptabilidade a ambientes em mudança são fundamentais para avanços futuros em eletrônica inteligente e sustentável.
Além dos usos no mundo actual, esses desenvolvimentos oferecem novos insights sobre como os materiais se comportam em uma escala incrivelmente pequena, por exemplo, como pequenas regiões polares podem aumentar o desempenho em altas frequências.
A equipe de pesquisa está agora explorando a integração desses filmes sintonizáveis em componentes de trabalho e a ampliação do processo de fabricação para aplicações práticas.
Referência do periódico:
Ruan, H. et.al. (2025) Engenharia de nanoaglomerados polares para melhor sintonização de microondas em filmes finos ferroelétricos. Comunicações da Natureza. doi.org/10.1038/s41467-025-64642-1