Penta-grafeno: Um novo alótropo de carbono

Um alótropo de carbono metastável 2D, penta-grafeno, composto inteiramente por pentágonos de carbono e que se assemelha ao mosaico pentagonal do Cairo, é proposto. Cálculos teóricos de ponta confirmam que o novo polimorfo de carbono não só é dinamicamente e mecanicamente estável, mas também pode suportar temperaturas tão altas quanto 1000 K. Devido à sua configuração atômica única, o penta-grafeno possui uma razão de Poisson negativa incomum e uma resistência ideal ultralta que pode até superar a do grafeno. Além disso, ao contrário do grafeno que precisa ser funcionalizado para abrir um intervalo de banda, o penta-grafeno possui um intervalo de banda quase direto intrínseco tão grande quanto 3,25 eV, próximo ao de ZnO e GaN. Igualmente importante, o penta-grafeno pode ser exfoliado do carbono T12. Quando enrolado, pode formar nanotubos baseados em pentágonos que são semicondutores, independentemente de sua quiralidade. Quando empilhados em diferentes padrões, estruturas gêmeas 3D estáveis do carbono T12 são geradas com intervalos de banda ainda maiores do que o do carbono T12. Espera-se que a versatilidade do penta-grafeno e de seus derivados tenha amplas aplicações em nanoeletrônica e nanomecânica.