Basicamente, o grafeno é um material constituído por uma camada extremamente fina de grafite, o mesmo encontrado em qualquer lápis comum usado para escrever.
O
Grafeno pode ser considerado um material de (quase) 1001 utilidades, tão ou
mais revolucionário que o plástico e o silício – este último usado em grande
quantidade na fabricação de diversos componentes eletrônicos. Já é conhecido
como um dos elementos que vão revolucionar a indústria tecnológica como um todo
devido a sua resistência, leveza, transparência e flexibilidade, além de ser um
ótimo condutor de eletricidade.
Com
tantas vantagens e características promissoras, você certamente já deve ler
lido alguma coisa sobre esse poderoso material que, muito em breve, estará nos
nossos tablets, celulares inteligentes e outros dispositivos do dia a dia. E
olha que a era do grafeno está apenas começando. Por exemplo, você já imaginou
recarregar seu smartphone em apenas 15 minutos e só precisá-lo plugar na tomada
uma semana depois? Ou ainda poder dobrar, amassar e contorcer seu aparelho
telefônico sem danificar seu funcionamento? As possibilidades são muitas, e
incluem ainda raquetes de tênis e até preservativos.
Descoberta
Embora
esteja em evidência só agora, as pesquisas com grafeno começaram em 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 - acreditem - à espessura de um átomo.
Mesmo sendo submetido a esse processo, o material manteve sua estrutura e não
teve sua condutividade danificada. A descoberta rendeu aos cientistas, seis
anos depois, 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.
Então, o que é esse tal de grafeno?
Basicamente,
o grafeno é um material constituído por uma camada extremamente fina de
grafite, o mesmo encontrado em qualquer lápis comum usado para escrever. A
diferença é que o grafeno possui uma estrutura hexagonal cujos átomos
individuais estão distribuídos, gerando uma fina camada de carbono.
Na
prática, o grafeno é o material mais forte (200 vezes mais resistente do que o
aço), 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. 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.
Possibilidades
infinitas
A
facilidade de manuseio do grafeno vai permitir que ele seja aplicado em quase
todos os setores da indústria. A mais comentada atualmente é empregar o
material no mercado tecnológico, mais especificamente nos dispositivos móveis,
como tablets e smartphones.
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. Será possível fabricar um celular totalmente flexível que poderá
ser literalmente dobrado, colocado no bolso e desenrolado de volta 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.
Além
de flexíveis, as baterias dos aparelhos deixarão de ser o pesadelo dos usuários
que passam o dia com o smartphone ligado. Em 2011, pesquisadores da
Northwestern University, nos EUA, criaram uma bateria que mantém o celular
carregado por mais de uma semana e demora apenas 15 minutos para completar uma
recarga. 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. Em julho do ano passado, pesquisadores
das Universidades britânicas de Bath e Exeter 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.
Os
avanços não se limitam apenas à eletrônica. 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, 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. Até a camisinha poderá ser feita de grafeno - um projeto
liderado pela Fundação Bill e Melinda Gates.
A parte mais difícil
Você
viu que são inúmeras as propriedades do grafeno. No entanto, 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. 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. Uma das descobertas mais importantes aconteceu
em abril deste ano: pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Samsung (SAIT)
e da Universidade Sungkyunkwan, na 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.
E 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) ocupará um edifício de 4.230 m2 no campus da instituição, na
Rua da Consolação, na capital paulista.
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.
Fonte: Canaltech
Fonte: Canaltech
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