De repente, um material começou a ser citado em todas as mídias, sendo tão revolucionário quanto o plástico e o silicone. O grafeno, o material mais fino do mundo, promete revolucionar a indústria tecnológica graças às suas características, como resistência, leveza, transparência, flexibilidade e condutividade elétrica.
O grafeno é formado por uma camada bidimensional de átomos de carbono dispostos em estruturas hexagonais da altura de um único átomo. O material pode ser obtido pela extração de camadas superficiais de grafite, mineral maleável abundante na Terra.
As aplicações do grafeno são imensas, podendo ser utilizado em novos modelos de comunicações ópticas, circuitos transparentes e dispositivos que podem ser dobrados e torcidos (como celulares, por exemplo), implantes neurais, adesivos rastreadores de saúde e sensores impressos para qualquer tipo de aplicação. da Internet das Coisas.
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A descoberta do grafeno
Geim e Novoselov, ganhadores do Prêmio Nobel de Física de 2010. (Fonte: SlidePlayer/Reprodução)Fonte: SlidePlayer
O grafeno era teorizado desde 1947 pelo canadense Philip Russel Wallace, mas foi somente em 2004 que os físicos Kostya Novoselov e Andre Geim conseguiram provar sua existência autônoma, sem estar quimicamente ligado a outros elementos. Esses dois cientistas também foram os primeiros a experimentar algumas das propriedades excepcionais do material.
O método usado para isolar o grafeno era extremamente simples: os russos Novoselov e Geim foram colando e descascando uma fita adesiva presa a uma folha de grafite, a mesma usada em lápis, até restar uma única camada de átomos de carbono. Seis anos depois, essa “colagem” rendeu a ambos o Prêmio Nobel de Física.
Surpreendentemente, aquela finíssima camada de grafeno, usada pelos físicos no desenvolvimento de um transistor, manteve sua estrutura e condutividade inalteradas. Com base nesse transistor de grafeno, os testes com a substância continuaram e, até 2010, pelo menos 3.000 estudos haviam sido publicados comprovando as capacidades do novo componente.
Afinal, o que é grafeno?
Fonte: E&T Engenharia e Tecnologia/ReproduçãoFonte: E&T Engenharia e Tecnologia
Quimicamente falando, o grafeno é um dos alótropos mais simples do carbono, ou seja, uma das muitas formas desse elemento químico que incluem o diamante e o grafite. Atualmente, o grafeno é considerado o material mais forte já conhecido, cerca de 200 vezes mais resistente que o aço.
Essa resistência se deve às fortes ligações químicas formadas entre os átomos de carbono do grafeno. Apesar disso, o material é tão fino que 3 milhões de camadas de grafeno empilhadas umas sobre as outras têm 1 milímetro de altura. Sem falar que é transparente, elástico e pode ser imerso em líquidos sem enferrujar, além de conduzir eletricidade e calor melhor que qualquer outro componente.
Por fim, o que torna o grafeno mais atraente é seu baixo custo de produção. O Brasil, que possui as maiores reservas de grafeno do mundo, já está na corrida tecnológica, pesquisando métodos mais baratos e eficientes para produzir o material.
Viabilidade econômica e preço
Fábrica de grafeno em Belo Horizonte-MG. (Fonte: MGgraphene/Divulgação)Fonte: MGgraphen
Com todas as inúmeras propriedades do grafeno, era de se esperar que a pesquisa sobre o material estivesse bem avançada. No entanto, as empresas que apostam na tecnologia têm o desafio de viabilizar o material comercialmente e em larga escala, já que hoje a maioria dos testes é feita apenas em laboratórios.
No entanto, os pesquisadores estão otimistas e lembram que, quando o silício foi descoberto como uma grande solução tecnológica em transistores, demorou 7 anos para ser implantado. E, no caso dos primeiros circuitos integrados, o silício só foi utilizado cerca de 20 anos depois.
Por enquanto, o preço do grafeno segue alto: atualmente uma folha do material com 5,08 centímetros por 2,54 centímetros (12,9 cm²) custa até US$ 275, cerca de R$ 1.500. O Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) fez um relatório em 2012, no qual estimou que o mercado de grafeno tem potencial para atingir até 1 trilhão de dólares em 10 anos.
Última atualização em 24 de janeiro de 2023
