Você já ouviu falar do grafeno? Não? Deveria! Já publicamos alguns artigos sobre ele! Aqui e aqui!

Esse material, pode ser considerado  tão ou mais revolucionário que o plástico e o silício – este último usado em grande quantidade na fabricação de diversos componentes eletrônicos. O Grafeno já é conhecido como um elemento que no futuro não muito distante, irá transformar as nossas roupas, as janelas dos edifícios, a chapa dos automóveis ou mesmo uma simples folha de papel em versáteis dispositivos eletrônicos. Devido às suas extraordinárias propriedades, são cada vez mais os pesquisadores convencidos de que a próxima revolução tecnológica poderá articular-se em redor do novo e prodigioso material.

Por exemplo, você já imaginou recarregar seu smartphone em apenas 10 segundos (sim, segundos) e só precisá-lo plugar na tomada depois de alguns dias, talvez uma semana? Já pensou na possibilidade de fabricar pele humana com um material altamente flexível e sensível? Já imaginou poder dobrar, amassar e contorcer seu aparelho telefônico ou tablet sem danificar seu funcionamento? Foi pensando nessas possibilidades que inúmeros cientistas se debruçaram em pesquisas sobre esse material.

As primeiras pesquisas com grafeno datam de 1947 pelo físico Philip Russel Wallace, o primeiro a descobrir e estudar, mesmo que de uma forma bastante limitada, os princípios do material. Ele se tornou realidade só em 1962 através dos químicos alemães Ulrich Hofmann e Hanns-Peter Boehm, quando o próprio Boehm batizou o composto, resultado da junção das palavras “grafite” e o sufixo “-eno”. Até então, o grafeno era conhecido apenas pela comunidade científica. Mas em 2004 isso mudou, graças aos cientistas Konstantin Novoselov (russo-britânico) e Andre Geim (russo-holandês), ambos da Universidade de Manchester, na Inglaterra. Na época, os dois resolveram testar o potencial do grafeno como transistor, uma alternativa ao silício usado em semicondutores. Geim e Novoselov continuaram seus estudos melhorando a condutividade do grafeno, tornando-o cada vez mais fino até chegar à espessura de um átomo.

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Crédito: http://www.iitbmonash.org/story-55/

Mesmo sendo submetido a esse processo, o material manteve sua estrutura e não teve sua condutividade danificada. A descoberta rendeu  aos cientistas, em 2010, o Prêmio Nobel de Física pelo desenvolvimento do transistor de grafeno e, a partir daí, os testes com a substância não pararam mais. Só em 2010, foram publicados cerca de 3.000 estudos que comprovam os recursos aparentemente ilimitados do componente.

Basicamente, o grafeno é um material constituído por uma camada extremamente fina de grafite, com a diferença de que possui uma estrutura hexagonal cujos átomos individuais estão distribuídos, gerando uma fina camada de carbono. Na prática, o grafeno é o material mais forte, mais leve e mais fino (espessura de um átomo) que existe. Para se ter ideia, 3 milhões de camadas de grafeno empilhadas têm altura de apenas 1 milímetro.

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Reprodução artística de uma folha de grafeno (Fonte da imagem: Reprodução/Universidade de Manchester)

Fora isso, ele é transparente, elástico, pode ser mergulhado em líquido sem enferrujar ou danificar sua composição e conduz eletricidade e calor melhor do que qualquer outro componente. Além disso, o grafeno é extremamente barato para ser produzido. Daí vem a tal revolução que o material pode trazer, já que tem muito mais qualidades que o plástico e o silício.

A facilidade de manuseio do grafeno vai permitir que ele seja aplicado em quase todos os setores da indústria, inclusive na medicina. “A quantidade de aplicações é extraordinária. Só é limitada pela criatividade dos cientistas”, brinca o físico Antônio Hélio de Castro Neves, diretor do Centro de Pesquisa em Grafeno da Universidade Nacional de Cingapura.

No momento, estão bombando na internet, notícias sobre a utilização do grafeno em aparelhos tecnológicos, principalmente smartphones.

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No futuro, esses gadgets vão abandonar o design retangular e conservador dos modelos vendidos hoje em dia para adotar visuais dignos de filmes de ficção científica. Em pouco tempo serão vendidos celulares que poderão ser dobrados e colocados no bolso sem prejudicar seu funcionamento ou sua tela de altíssima definição. Ele também poderá ser transparente como o vidro e ter a espessura de uma folha de papel.

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Credito: https://canaltech.com.br/materia/produtos/grafeno-conheca-o-material-que-vai-revolucionar-a-tecnologia-do-futuro-25436/

Além de flexíveis, as baterias dos aparelhos deixarão de ser o pesadelo dos usuários que passam o dia com o smartphone ligado. Alguns engenheiros da Universidade de Stanford, pegaram um modelo antigo de bateria de níquel e aço e simplesmente substituíram o carbono, um dos elementos presentes na solução responsável por fazer a condução 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.

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Baterias flexíveis (Fonte da imagem: Reprodução/RSC)

Em fevereiro de 2013, Richard Kaner, pesquisador da Universidade da Califórnia, desenvolveu baterias para celulares e notebooks que recarregam em um tempo ainda menor: cinco e 10 segundos, respectivamente.

A sua internet também será mais rápida. Pesquisadores das Universidades britânicas de Bath e Exeter já usaram interruptores ópticos feitos com base no grafeno que aumentaram em 100 vezes a velocidade de transmissão de dados.

Há ainda uma antena de grafeno extremamente fina feita por cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia (EUA) que permite transmitir 128 GB (ou 1 terabit) em apenas um segundo, a um metro de distância.

O grafeno possui 200 vezes mais mobilidade de elétrons do que o silício usado nos componentes atuais, por exemplo. Segundo o SAIT (Advanced Institute of Technology) por essa característica, o grafeno seria capaz de produzir, por exemplo, processadores com até 300 GHz de frequência.

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Crédito: https://www.tecmundo.com.br/grafeno/38557-6-formas-como-o-grafeno-podera-mudar-o-mundo.htm

O grafeno ainda poderá revolucionar outros setores, como o automotivo, o naval e até mesmo a aeronáutica com a produção de veículos bem mais leves e econômicos. O componente também pode ser usado na fabricação de fones de ouvido e painéis solares (como já comentado aqui), além da capacidade de desintoxicar água contaminada, filtrar a água salgada dos oceanos, transmitir sinal FM e produzir chips e dispositivos biônicos que poderão ser implantados no corpo humano.

Uma equipe da Universidade Monash, na Austrália, desenvolveu um tecido epitelial mais resistente, elástico e, acredite, sensível ao toque que a pele humana. Segundo o engenheiro elétrico Ling Qiu, a pele artificial também é resiliente, ou seja, pode ser esticada à vontade que sempre retorna à forma inicial, sem sofrer deformações. No futuro, poderá ser usada para regenerar tecidos ou produzir enxertos para vítimas de queimaduras.

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Crédito: https://canaltech.com.br/materia/produtos/grafeno-conheca-o-material-que-vai-revolucionar-a-tecnologia-do-futuro-25436/

Hoje, o maior desafio das empresas e desenvolvedores que apostam na tecnologia é tornar a produção do material viável comercialmente e em larga escala – a maioria dos testes é feita hoje em laboratórios. Mas não se preocupe: a situação não é muito diferente do que aconteceu logo quando o silício foi descoberto, que só passou a ser usado em transistores cerca de sete anos após seu surgimento. Os primeiros circuitos integrados demoraram ainda mais tempo para utilizar o silício, e só foram fabricados cerca de 20 anos depois.

Esse cenário deve mudar com a chegada de novos procedimentos que tentam viabilizar a fabricação do grafeno para as massas: pesquisadores da Coreia do Sul anunciaram uma nova técnica que permite criar grafeno de alta qualidade a partir de pastilhas de silício.

Dessa forma, a substância poderia ser usada na produção de transistores de grafeno. As pesquisas com o grafeno também ocasionaram na criação do Graphene Flagship Consortium, um grupo europeu liderado pela Nokia que inclui outros 73 parceiros, entre universidades e companhias de vários setores, todos interessados em explorar as capacidades do grafeno.

Além da Nokia e Samsung, cientistas da IBM e da SanDisk realizam experiências com o material.

Mas a melhor de todas as noticias é que o Brasil não está de fora! A Universidade Presbiteriana Mackenzie, em São Paulo, investiu cerca de R$ 20 milhões para levantar o primeiro centro de pesquisas com grafeno no país. Apesar de ainda não ter previsão para ser inaugurado, o MackGrafe (Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologia) inaugurado em março de 2016, na Rua da Consolação, na capital paulista. O MackGrafe já esta funcionando e, inclusive, participará de projetos em conjunto com pesquisadores europeus, para pesquisa envolvendo o Grafeno.

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Crédito: http://www.brasilmineral.com.br/noticias/mackgraphe-%C3%A9-inaugurado-em-sp

Assim como as pesquisas com o grafeno continuam a todo vapor, também devem continuar as batalhas judiciais entre empresas de tecnologia pela disputa de patentes relacionadas ao material. Só a Samsung tem 38 patentes e pelo menos 17 aplicativos que usam a palavra “grafeno” no resumo de invenções, todas registradas no Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos USPTO). No mesmo órgão, a Apple tem ao menos dois pedidos relacionados ao componente.

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Fontes:

  • https://www.tecmundo.com.br/grafeno/38557-6-formas-como-o-grafeno-podera-mudar-o-mundo.htm
  • http://www.superinteressante.pt/index.php/tecnologia/artigos/744-um-material-magico
  • http://saude.abril.com.br/medicina/grafeno-o-material-que-pode-revolucionar-a-medicina/
  • http://mackgraphe.mackenzie.br/en/mackgraphe/
  • http://hypescience.com/grafeno-ponto-fraco/
  • http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=grafeno-aproxima-se-producao-industrial&id=010165170119#.WIOOlFUrLDc
  • http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI345683-17770,00-GRAFENO+ESSE+PODE+SER+O+MATERIAL+DA+CAMISINHA+DO+FUTURO.html
  • https://canaltech.com.br/materia/produtos/grafeno-conheca-o-material-que-vai-revolucionar-a-tecnologia-do-futuro-25436/

 

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