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Grafeno reúne resistência superior ao aço, espessura atômica, flexibilidade extrema e alta condução elétrica, ampliando seu potencial em tecnologia, saúde e indústria
O grafeno ganhou destaque como um material de carbono com um átomo de espessura, estrutura hexagonal e aplicações em áreas económicas, tecnológicas e de saúde, reunindo leveza, resistência, flexibilidade, condução elétrica e potencial para alterar processos industriais e científicos.
Da descoberta dos compostos à formação do grafeno
O desenvolvimento científico e tecnológico impulsionou uma evolução expressiva dos materiais nas últimas décadas.
A partir dos anos 60 do século passado, vários compostos de grafite puderam ser identificados e analisados, revelando propriedades supercondutoras.
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Na década de 1970, surgiram os poliacetilenos, formados por cadeias de átomos com algumas ligações de hidrogénio saturadas.
Em 1985, foi observada pela primeira vez uma nova configuração do carbono em forma molecular.
Essa forma era composta por 60 átomos distribuídos de maneira semelhante a uma bola de futebol.
Em 1991, foi observada outra forma de carbono, os nanotubos, descritos como folhas finas que podem ser enroladas e apresentam propriedades semicondutoras.
Essa base estrutural corresponde ao grafeno, definido como uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura.
Os átomos estão organizados em rede hexagonal, semelhante à estrutura de um favo de mel.
Estrutura do carbono e diferentes formas do material
Conhecido como material maravilha, o grafeno é um nanomaterial que pode ser obtido a partir de diferentes compostos ou elementos químicos.
Neste caso, trata-se de carbono puro com propriedades físicas distintas, embora mantenha a mesma natureza química.
O material é apontado como pioneiro de outras formas de carbono. Quando camadas de átomos são enroladas umas nas outras para formar uma esfera, surgem os fulerenos; quando assumem forma cilíndrica, produzem os nanotubos.
Já a sobreposição de mais de 10 camadas tridimensionais origina a grafite.
Esse conjunto de possibilidades mostra como o grafeno ocupa posição central na compreensão das diferentes estruturas do carbono e em sua aplicação prática.
Leveza extrema, resistência e flexibilidade
O grafeno é descrito como ultra-leve. Um único grama do material, se espalhado, seria suficiente para cobrir um campo de futebol. Além disso, ele é 100 000 vezes mais fino do que um cabelo humano.
Entre suas características, está o fato de ser tão espesso quanto um átomo, tão duro quanto o diamante e extremamente flexível.
Uma folha de grafeno pode ser deformada sem se partir, mantendo sua integridade estrutural.
O material também suporta fortes correntes elétricas sem aquecer. Por isso, é apontado como um condutor térmico superior a elementos puros como a prata. Também é maleável, elástico e flexível.
Uma folha de grafeno pode ser esticada de forma reversível em 10% do tamanho normal.
Em outra aplicação descrita, o material pode dobrar-se até 20% do tamanho original sem sofrer danos, reforçando sua versatilidade em tecnolgoia.
Propriedades múltiplas e aplicações potenciais
O grafeno pode ser até 200 vezes mais forte do que o aço e 5 vezes mais leve do que o alumínio. Dependendo do material utilizado, pode atuar como excelente condutor de eletricidade ou como isolante.
Também pode ser fundido para criar diferentes materiais de grafeno destinados a aplicações específicas.
O avanço do conhecimento tecnológico e o uso de novas técnicas abrem caminho para materiais inovadores e alternativas no fabrico de dispositivos.
O texto também aponta possibilidades no desenvolvimento de produtos farmacêuticos e químicos. O material é altamente resitente à corrosão e aos raios ultravioleta, além de ser altamente impermeável, inclusive ao hélio e ao hidrogénio.
Outra característica é a ação antimicrobiana, o que permite uso em tratamentos de saúde, como a odontologia.
As superfícies onde o grafeno é aplicado apresentam menor probabilidade de se partir, tornando-se mais duráveis.
Transparência, condução e multiplicação de frequências
O grafeno puro é praticamente transparente, semelhante ao vidro. À medida que aumenta o número de folhas sobrepostas, cresce também a absorção de luz. Ao mesmo tempo, o material mantém forte capacidade de condução térmica e elétrica.
Entre as aplicações potenciais, está a possibilidade de multiplicar frequências. Quando doseado com um sinal elétrico de determinada frequência, o material pode gerar outra onda com intensidade dupla ou tripla.
Essa característica permitiria trabalhar com ciclos de relógio muito mais elevados do que os atuais. Especialistas ainda o apontam como um dos potenciais sucessores do silício em futuras aplicações tecnológicas.
O grafeno também é descrito como muito denso, resistindo até à penetração de moléculas de gás hélio. Em contraste, permite a passagem da água, que evapora num recipiente de grafeno ao mesmo ritmo observado num recipiente aberto.
Com informações de Tempo.com.
O grafeno por suas características especiais pode participar de uma enorme gama de experimentos visando novos materiais, produtos, sistemas, equipamentos, instrumentos, etc, e com isso pode se transformar num grande vetor de desenvolvimento de novos produtos, inclusive elétricos e eletrônicos que vão se beneficiar da alta condutibilidade e dureza e por isso merece um tratamento especial por parte dos institutos de pesquisas e universidades que deveriam criar setores especializados só para estudar o grafeno e suas múltiplas aplicações…