Entendendo O Que É Grafeno E Quais Suas Utilidades!


o que é grafeno

A Samsung desenvolveu uma nova bateria usando grafeno, o que permite que elas durem mais e se recarreguem mais rápido.

O que é grafeno e quais suas utilidades!

A indústria busca materiais que proporcionem componentes cada vez mais leves, resistentes e compactos, de modo a facilitar o armazenamento, o transporte, a manutenção, e até o descarte desses itens. E é com base nessa intenção que o grafeno tem sido pesquisado, por se tratar de um material leve, porém, extremamente resistente e flexível.

E apesar do grafeno ter sido descoberto em 1947, somente agora ele tem sido, de fato, considerado de forma mais apurada, trazendo consigo a promessa de revolucionar a tecnologia no futuro. Mas o que é grafeno?

O grafeno e os avanços na tecnologia

Buscando desenvolver produtos cada vez mais compactos, a indústria tem se desdobrado para inovar em designs que levem mais praticidade aos consumidores. E essa é uma tendência mais evidente ainda em artefatos tecnológicos, conforme podemos observar a transformação que vem ocorrendo ao longo dos últimos anos, nos modelos de computadores, notebooks, smartphones, e até pen drives e fones de ouvido.

Podendo ser empregado nas mais diversas utilidades, o grafeno tem sido considerado mais útil do que o plástico e até o silício (que é fortemente utilizado na fabricação de componentes eletrônicos), devido a toda sua utilidade em potencial.

Isso porque se trata de um material resistente, leve, transparente, flexível e ainda, um excelente condutor de eletricidade; o que permite que esse material possa ser empregado nos mais diversos componentes elétricos e eletrônicos.

o que é grafeno

Uma folha de grafeno, pode ser usada na fabricação de células solares e diversos tipos de sensores, já que o grafeno absorve apenas 2,3% da luz que nele incide

Você já deve ter ouvido falar de aparelhos celulares flexíveis, ou seja, aparelhos que você pode dobrar sem que haja qualquer dano ao mesmo.

Essa é uma inovação proporcionada pelo grafeno, e a tendência é que todos os aparelhos celulares comecem a utilizar o grafeno como uma de suas principais matérias primas, devido a resistência que ele fornece aos aparelhos, além de todas as outras características que o tornam um material tão peculiar.

Dessa forma, podemos esperar que muito em breve, tablets, smartphones e notebooks passem a priorizar a utilização desse material em suas fabricações.

Além de toda resistência e flexibilidade que ele oferece, há ainda a característica de condução elétrica, a qual tem sido estudada e testada para permitir que um aparelho preserve sua energia por muito mais tempo. Isso quer dizer, que talvez estejamos falando de não precisarmos mais recarregar a bateria do celular com tanta frequência, como é hoje em dia.

Sua utilização em outras áreas

Apesar dos chips já terem diminuído drasticamente nos últimos anos, as indústrias de chip pretendem apostar no grafeno para substituir o silício, e fabricar novas unidades, ainda menores e mais resistentes, do que os atuais.

Porém, a utilização do grafeno não se limita apenas aos eletrônicos. Estima-se que ele impactará também vários outros setores, como o automotivo, o naval e até mesmo o setor de aeronáutica (incluindo drones); sendo que sua principal aposta, é a produção de veículos bem mais leves e econômicos.

O grafeno pode ser utilizado também na produção de painéis solares, pode ser empregado em mecanismos que sejam utilizados para desintoxicar água contaminada e para filtrar a água salgada dos oceanos (utilidades essas que apoiam o momento sustentável em que vivemos), além de transmitir sinal de rádio, e poder ser utilizado até na produção de camisinhas! Parece surreal? Mas não é, é tecnologia!

o que é grafeno

Grafeno é um material apresentado em forma de arame, composto por uma estrutura hexagonal de átomos de carbono, com ligação sp2, sendo um material bidimensional.

Mas afinal, o que é grafeno e como é o seu desenvolvimento no Brasil

E como isso tudo é possível? Mas vamos tentar entender o que é grafeno
Em termos simples, o grafeno, é uma fina camada de carbono puro; é uma camada única, bem embalada, de átomos de carbono que estão ligados em uma rede hexagonal tipo favo de mel.

Em termos mais complexos, é um alótropo de carbono na estrutura de um plano de átomos de carbono ligados a sp2 com um comprimento de molécula de 0,142 nanômetros. Camadas de carbono empilhadas uma sobre a outra, com um espaçamento interplanar de 0.335 nanômetros, forma o grafeno.

Dessa forma, ela se torna um material extremamente forte (acredita-se que até 200 vezes mais resistente do que o aço, inclusive), e ainda assim, extremamente leve e fino, o que leva os pesquisadores a crer, que se trata do material mais leve e resistente, que existe.

E o mais interessante para a indústria, é que apesar de todas essas características tão expressivas, a matéria prima do grafeno é extremamente barata. Além disso, o Brasil possui a maior reserva de carbono do mundo, o que nos leva a pensar que teoricamente, há um grande potencial de produção de grafeno no Brasil. Isso abre margem, para diversas discussões sobre o potencial produtivo desse novo material, nas indústrias brasileiras.

A Universidade Presbiteriana Mackenzie, de São Paulo, já investiu cerca de R$ 20 milhões para ser pioneira em abrir um centro de pesquisas específico para o grafeno.

No entanto, apesar de ser o primeiro laboratório que pesquisa grafeno no País, e estar em alta no mercado tecnológico, ainda não há previsão para a inauguração desse laboratório, denominado MackGrafe (Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologia).

o que é grafeno

Essa foto, mostra o processo que é conhecido como “esfoliação mecânica”, podemos então ver com clareza o que é grafeno

Como acontece a produção de grafeno

A primeira vez que o grafeno foi produzido artificialmente, os cientistas literalmente tomaram um pedaço de grafite e dissecaram-no camada por camada até permanecer apenas uma camada única. Este processo é conhecido como “esfoliação mecânica”.

Esta monocamada resultante de grafite (conhecida como grafeno), é de apenas 1 átomo de espessura e, portanto, é possível criar o material mais fino sem se tornar instável ao estar aberto aos elementos (temperatura, ar, etc.). Esse processo produz grafeno de excelente qualidade, mas na etapa de desenvolvimento atual, ainda é extremamente caro, pois ainda não foi escalado.

Existem diferentes maneiras pelas quais monocamadas de grafeno podem ser criadas ou isoladas, mas, de longe, a maneira mais popular neste momento é usando um processo chamado deposição de vapor químico. A deposição de vapor químico, ou CVD (Chemical Vapor Deposition), é um método que pode produzir grafeno de qualidade relativamente alta, potencialmente em grande escala. O processo CVD é razoavelmente direto, embora seja necessário algum equipamento especializado.

E, para criar grafeno de boa qualidade, é importante aderir rigorosamente às diretrizes referentes aos volumes de gás, à pressão, à temperatura e à duração do tempo.

O preço do grafeno

Todos concordam que o grafeno é um material incrível. O grafeno possui melhor mobilidade eletrônica que qualquer metal, é um átomo estável, é flexível e tudo isso, sendo mais forte que o aço.
Sabendo o que é grafeno, agora você pode entender porque milhares de patentes estão sendo criadas todos os anos, para invenções que vão desde pneus de grafeno a celulares flexíveis.

O que é mais difícil de prever, no entanto, é quando e como o grafeno irá chegar ao mercado em grandes quantidades. O principal limitante é o preço do grafeno.
O preço do grafeno está ligado à sua qualidade, e nem todas as aplicações exigem material de excelente qualidade.

O grafeno obtido por “esfoliação mecânica” vem em pequenos flocos de altíssima qualidade. O grafeno esfoliado demonstrou até agora manter as melhores propriedades físicas, alcançando a condição teoricamente prevista, a resistência mecânica, etc. No entanto, a produção é apenas na ordem de alguns pequenos flocos por centímetro quadrado, o que não é o suficiente para muitas aplicações. Além disso, o preço desse grafeno pode ser da ordem de vários milhares de dólares por floco.

o que é grafeno

O grafeno pode ser usado em aplicações críticas, por ser cinco vezes mais forte que o aço, está apto para ser usado em aplicações militares

O grafeno produzido pelo processo CVD, oferece qualidade suficiente para quase qualquer aplicação de grafeno. O preço do grafeno CVD está ligado ao volume de produção e aos custos de transferência do substrato de cobre, em que é cultivado. A tecnologia de grafeno em escala industrial por esse processo, abaixa o custo de grafeno CVD para encomendas em massa.

A produção em massa desse grafeno, pode ser mais barata do que, por exemplo, o carboneto de silício, um semicondutor importante já usado rotineiramente na indústria.

Uma grande descoberta

Sabendo o que é grafeno, dá para ter ideia de todo o potencial produtivo e revolucionário desse material. E acaba sendo muito interessante pensar que após tantos e tantos anos de produção de materiais baseados em plástico, silício, aço, enfim, o homem ainda consegue desenvolver um material com tantas características incríveis e com tanto potencial à vista.

Deixe a sua opinião e comentários sobre o que você achou desse tema, e contribua com o blog! A intenção é trazermos artigos cada vez mais úteis e interessantes para nossos os leitores! E você pode saber mais sobre o grafeno em:

Grafeno, o material mágico de 1001 utilidades!

Graphene Applications & Uses

9 Incredible Uses for Graphene

o que é grafeno

 

Summary
Entendendo o que é grafeno e quais suas utilidades!
Article Name
Entendendo o que é grafeno e quais suas utilidades!
Description
A indústria busca materiais que proporcionem componentes cada vez mais leves, resistentes e compactos, de modo a facilitar o armazenamento, o transporte, a manutenção, e até o descarte desses itens. E é com base nessa intenção que o grafeno tem sido pesquisado, por se tratar de um material leve, porém, extremamente resistente e flexível. E apesar do grafeno ter sido descoberto em 1947, somente agora ele tem sido, de fato, considerado de forma mais apurada, trazendo consigo a promessa de revolucionar a tecnologia no futuro. Mas o que é grafeno?
Author
Publisher Name
Tek Ideia
Publisher Logo

Entre Para Nossa Lista e Ganhe Esse Lindo Infográfico Sobre Redes Sociais

Oswaldo Bayard

Oswaldo Bayard

Engineer, with many years of road. Married to Val Cristina, Adriane, Bruno and little Christian's father, all Bayard. Passionate about new technologies, and their practical applications. Fluminense (brazilian soccer team) and Houston Texans fan. Life lover...

Website: https://www.tekideia.com/en

1 Comentário

  1. Azambuja Silva

    Incrivel ! ( Thus spake Azambuja)

Deixe uma resposta

You have to agree to the comment policy.