Grafeno

Grafeno1Grafenoo grafeno foi descoberto no final de 2004, por um grupo de pesquisadores do Centro de Nanotecnologia da Universidade de Manchester (Inglaterra). Ele composto apenas por tomos de carbono organizados em hexgono (o formato dos favos de mel) e possui a espessura de um nico tomo.

2GrafenoO grafeno constitudo por uma camada extremamente fina de grafite, o mesmo material encontrado em qualquer lpis comum. O que torna o material especial a estrutura hexagonal com que seus tomos individuais esto distribudos, que gera uma folha plana que, se enroladas, geram nanotubos de carbono.

3GrafenoO grafeno um dos altropos do carbono, ou seja uma forma cristalina alternativa, tal como o diamante e o grafite. Podemos ainda definir o grafeno como uma folha plana bidimensional de tomos de carbono densamente compactados e com a espessura de um nico tomo. As principais caractersticas do grafeno so: extremamente resistente (mais do que o prprio diamante), flexvel, com excelentes propriedades trmicas, transparente, impermevel e com condutividade eltrica 100 vezes mais rpida que o cobre.Todas essas caractersticas tornam o grafeno um elemento com um potencial para revolucionar a tecnologia como a conhecemos. Podemos citar pelo menos 3 reas que o grafeno ir afetar diretamente, so elas: telecomunicaes, eletrnica, energtica.

4AplicaesAs propriedades do grafeno so nicas e, ao que tudo indica, podem ser aplicadas em diversos usos diferentes. Ele ultraleve, 100 vezes mais rpido que o silcio, se mostra 200 vezes mais forte do que o ao e tem diversas caractersticas pticas e trmicas que, pelo menos nos testes bsicos, so surpreendentemente favorveis a diversas aplicaes.

Uma espuma baseada em nanotubos de carbono liofilizados e lminas de xido de grafeno. Pesando apenas 0,16 miligrama por centmetro cbico absorve 900 vezes o seu peso. E o material slido mais leve do mundo

5Crucial para o futuro da tecnologiaO grafeno tem sido considerado por algumas companhias como um dos salvadores do futuro da tecnologia. Por qu? Bem, os cientistas vm se desdobrando para conseguir desenvolver circuitos de silcio cada vez menores, um desafio que pode se tornar impossvel de ser superado dentro de pouco tempo.Isso acontece devido ao fato de que, quanto menores so os ambientes de trabalho, mais instveis os eltrons acabam ficando comportando-se mais ou menos como uma gota de gua que cai em cima de uma chapa superquente.E a que o grafeno entra. Muitos pesquisadores acreditam que as propriedades qunticas do material permitiro que os novos circuitos fabricados com ele sejam menores e ainda mais eficientes.

6Novos semicondutores, circuitos, chips...Uma das principais indstrias que esto de olho no desenvolvimento das tecnologias do grafeno a de semicondutores. Isso porque vrias das propriedades do material so muito interessantes para a criao desse tipo de produto.Substituio ao SilcioO grafeno possui 200 vezes mais mobilidade de eltrons do que o silcio usado nos componentes atuais, por exemplo. Tal caracterstica, segundo o Advanced Institute of Technology (SAIT), seria capaz de produzir, por exemplo, processadores com at 300 GHz de frequncia.TransistoresEnquanto isso, os cientistas da Universidade de Wisconsin-Milwaukee, nos EUA, trabalham no desenvolvimento de transistores com base em um submaterial obtido a partir do grafeno: o monxido de grafeno. A principal vantagem do novo material seria a sua versatilidade, uma vez que ele consegue ser isolante, condutor e semicondutor. J os pesquisadores na Universidade de Cambridge, na Inglaterra, descobriram que o grafeno pode ser utilizado para a criao de transistores transparentes. Pesquisadores da Universidade de Illinois, Estados Unidos, descobriram que transstores feitos de grafeno possuem uma caracterstica de autorresfriamento.NanochipsNanochips tambm esto sendo estudados e algumas pesquisas conduzidas pelo MIT (Massachusetts Institute of Technology) mostram que o DNA pode trabalhar em conjunto com o grafeno no desenvolvimento de novas e revolucionrias tecnologias.

7Melhor qualidade de udioA criao de fones de ouvido com qualidade nunca antes vista a prova de que a aplicao do grafeno pode abranger diversos ramos diferentes da tecnologia. A ideia partiu de alguns pesquisadores da Universidade da Califrnia, que desenvolveram o primeiro fone de ouvido de grafeno do planeta.

8Melhor qualidade de udioUm alto-falante tradicional trabalha com a vibrao de um diafragma de papel; a sua movimentao que produz as frequncias sonoras. O problema que ele precisa contar com amortecedores, alm de se desgastar com o tempo e no ter 100% de fidelidade.O invento dos cientistas traz um diafragma feito de grafeno e que possui apenas 30 nanmetros de espessura. Preso entre dois eletrodos de silcio (so eles que permitem a vibrao do material para a produo do som), ele se mostrou incrivelmente resistente e fiel, trazendo uma qualidade de udio prxima dos principais produtos atualmente no mercado isso que estamos falando de um prottipo extremamente rstico.

9Uma internet bem mais veloz

Entre os estudos realizados com o grafeno existem tambm alguns trabalhos que visam aplicar o material em uma nova espcie de cabo de transmisso de dados para a internet. Segundo uma pesquisa publicada pela revista Nature Communication, a ideia aproveitar toda a velocidade alcanada pelos eltrons no grafeno as clulas se movem nele centenas de vezes mais rapidamente do que nos cabos atualmente utilizados.10

Pode limpar a guaAlm de servir para a evoluo dos mais diversos equipamentos eletrnicos, o grafeno tambm apresenta diversas outras aplicaes como purificar a gua, por exemplo, inclusive transformando a gua salgada em potvel. A ideia simples e segue os mesmos princpios dos filtros tradicionais. O processo, criado por pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT), consiste em fazer com que a gua salgada passe por dentro de um filtro extremamente fino e construdo com grafeno. Nele, somente as molculas do lquido podem passar, ou seja, ele capaz de reter todo o sal presente nele.

12Pode limpar a gua

Alm do sal, o grafeno tambm tem se mostrado eficiente na hora de eliminar outros elementos da gua inclusive a radioatividade. Um trabalho desenvolvido em conjunto pela Universidade Rice, nos EUA, e pela Universidade Estatal de Moscou, na Rssia, mostrou que o xido de grafeno pode ser utilizado para eliminar materiais radioativos do lquido.

13Baterias mais eficientesAs baterias so um dos campos de estudo mais abordados pelas universidades do mundo todo quando o assunto o grafeno. As propriedades do material vm sendo aplicadas de diversas maneiras e vrios resultados bem positivos j apareceram em testes relativamente simples.Capacidade de CargaAlgumas descobertas vm acontecendo at mesmo por acaso. Recentemente, um aluno da UCLA, nos Estados Unidos, buscava novas maneiras de fabricar folhas de grafeno. Enquanto realizava as suas experincias, ele acabou, sem querer, descobrindo uma forma de criar um supercapacitor. Basicamente ele criou um disco de grafeno que, com apenas dois segundos de carga, conseguiu manter um LED aceso por cinco minutos.Alta velocidade de RecargaJ alguns engenheiros da Universidade de Stanford, tambm nos EUA, pegaram um modelo antigo de bateria de nquel e ao e simplesmente substituram o carbono, um dos elementos presentes na soluo responsvel por fazer a conduo de energia, por grafeno. Com isso, eles conseguiram fazer com que a bateria tivesse a sua carga totalmente completada em poucos minutos acelerando a recarga do dispositivo em apenas mil vezes.14Baterias mais eficientes

Baterias FlexiveisAinda em 2011, logo aps a descoberta do grafeno, pesquisadores do KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) j trabalhavam em uma bateria usando o material. Segundo os coreanos, uma bateria flexvel poderia apresentar um desempenho muito bom alm de ser til para os gadgets dobrveis que vm sendo desenvolvidos pelas grandes companhias de eletrnicos.

15Baterias mais eficientes

DurabilidadeEnquanto isso, na Universidade Northwestern, tambm nos EUA, os estudiosos trabalham no desenvolvimento de baterias com um conceito inovador. Elas contariam com vrias camadas de grafeno, e o on de ltio seria inserido entre essas lminas. O resultado, segundo o trabalho, seria algo capaz de fazer esses componentes durarem at dez vezes mais do que as baterias utilizadas atualmente.

16Grafeno pode aumentar resistncia de metais em at 500 vezes#Mais, muito maisAlm dos tpicos apresentados nesta apresentao, o grafeno ainda tem um potencial de uso praticamente infinito. A cada dia novas pesquisas envolvendo o material aparecem, incluindo a criao de roupas, novas e melhores telas com sensibilidade a toques ou o desenvolvimento de materiais superleves e resistentes.

17Avano e DesenvolvimentoDesde o Nobel de Fsica de 2010, o grafeno ganha ateno crescente no meio cientfico. Em dois anos, quase 20 mil artigos foram publicados sobre o material, que poder substituir o silcio na indstria eletrnica.O Brasil j est investindo em pesquisas sobre o grafeno e ter o primeiro centro de pesquisas avanadas em grafeno da Amrica Latina, na Universidade Presbiteriana Mackenzie, a ser inaugurado no primeiro semestre de 2014. O centro ter como objetivo principal no s dominar as tcnicas de obteno do grafeno mas tambm estudar as propriedades para desenvolver tecnologias e dispositivos que atendam as necessidades da sociedade, segundo Eunezio Antonio Thoroh de Souza, coordenador do MackGrafe MackGrafe.

18Avano e DesenvolvimentoNum futuro no muito distante, o grafeno ir transformar as nossas roupas, as janelas dos edifcios, a chapa dos automveis ou mesmo uma simples folha de papel em versteis dispositivos electrnicos. Devido s suas extraordinrias propriedades, so cada vez mais os investigadores convencidos de que a prxima revoluo tecnolgica poder articular-se em redor do novo e prodigioso material.

19DesafiosO maior desafio enfrentado pelos desenvolvedores que apostam na nova tecnologia conseguir tornar vivel o processo de fabricao em larga escala. Como as folhas de grafeno possuem somente um tomo de espessura, a maioria dos componentes testados at o momento s foram possveis por terem sido desenvolvidos em ambientes de laboratrio.19ControvrsiasApesar desse otimismo em relao ao nanomaterial, um grupo de cientistas da Rice University realizou uma srie de estudos para testar a real resistncia do grafeno. E a descoberta deles pode jogar um balde de gua fria no pessoal que estava empolgado com as possibilidades de utilizao da substncia.#