Materiais bidimensionais: Ao grafeno...e além!!!

Bruno Bueno Ipaves NascimentoOrientadora: Lucy Vitória Credidio Assali

Departamento de Física de Materiais e Mecânica (DFMT)

Fevereiro 2019

Materiais bidimensionais: Ao grafeno...e além!!!

Bruno Bueno Ipaves NascimentoOrientadora: Lucy Vitória Credidio Assali

Departamento de Física de Materiais e Mecânica (DFMT)

Fevereiro 2019

15 minutos de…

Introdução

Grafeno • Descoberta; • Propriedades;• Aplicações... e além.

Meu projeto de Doutorado

Grafite (esquerda) e diamante (direita)

O que eles tem em comum???

Por que são diferentes?

Grafeno

Grafeno

Grafite

Grafeno

Grafeno

Favo de mel

Grafite

Descoberta do Grafeno (2004)

Konstantin Novoselov (esquerda) e Andre Geim (direita) at a 2010 Nobel Prize press conference.

Como foi feito?

Como fazer grafeno?

Um pedaço de grafite, um transistor de grafeno, e uma fita adesiva. Doados para Nobel Museum em Stockholm por Andre Geim e Konstantin Novoselov em 2010.

Propriedades do Grafeno

• Muitas vezes mais forte que o aço, flexível e transparente!!

• Conduz calor e eletricidade melhor do que o cobre!!

• É 1 milhão de vezes menor que o diâmetro de um fio de cabelo humano!!

• Foi o primeiro material 2D descoberto/estudado.

Aplicações*

Membranas para purificar água.

Compósitos: Reduzir peso da asa do avião, aumentar a resistência contra raios e outros danos. Aumentar a eficiência do combustível.

Biomedicina: Transporte de remédios no corpo humano.

Eletrônicos: celulares flexíveis.

Aplicações

Novak Djokovic. Raquete.

Quem é? Onde tem grafeno? Quem é? Onde tem grafeno?

Brasileira Nadia Ayad, vencedora da competição Global Graphene Challenge Competition (2016). Desenvolveu um sistema de dessalinização e filtragem de água usando o grafeno.

Existem outros materiais 2D?

Materiais do tipo grafeno

Dissulfeto de molibdênio hexagonalNitreto de boro hexagonal

Blocos de Construção (Building Blocks)

Heteroestruturas de Van der Waals ou Building Blocks

Aplicações em Baterias de Íons de Lítio (LIB)

Imagina você carregar a bateria do seu celular em segundos ou um carro elétrico em minutos;

Imagina aumentar o tempo de vida das tradicionais baterias de íons de lítio;

Imagina a bateria segurar a carga por mais tempo;

Imagina eletrônicos flexíveis;

Funcionamento da LIB (carregando).

Bateria de íons de Lítio (LIB)

Catodo: geralmente feito de óxido de metal de transição.

Eletrólito: depende da bateria (liquido, gel...).

Anodo: geralmente feito de grafite.

Anodo (Building Blocks)

Obrigado!!!