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Pesquisadores brasileiros produzem grafeno branco usando bobina modificada de Tesla

18 de janeiro de 2022 às 11:25
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O nitreto de boro é o pó branco se formando pela ação do arco voltaico dentro do recipiente curvo. [Imagem: CINE]

Pesquisadores do CINE e IPEN desenvolveram nano folhas de nitreto de boro, mais conhecido como grafeno branco, utilizando apenas uma bobina de tesla modificada na operação

Pesquisadores brasileiros criaram uma técnica simples, utilizando bobina de Tesla modificada para a produção de folhas de um dos materiais bidimensionais (2D) mais promissores para a óptica e eletrônica, o grafeno branco. Materiais bidimensionais, como a molibdenita e o grafeno, estão se tornando cada vez mais importantes, entretanto produzi-los em escala industrial, mantendo as suas propriedades, ainda é um dos grandes impasses.

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Pesquisadores brasileiros criam método rápido para obter grafeno branco

Rodrigo de Souza e seus colegas do Centro para Inovação em Novas Energias (CINE) e do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) trabalharam com um outro material 2D, o nitreto de boro, que está sendo utilizado para desenvolver sinapses artificiais para computadores neuromórficos e até qubits para computadores quânticos.

Rodrigo e seus colegas desenvolveram um método rápido, escalável, limpo e simples para obter nano folhas de nitreto de boro hexagonal, um material composto por camadas planas de átomos de boro e nitrogênio dispostos em forma de hexágonos.

Para aproveitar todas as propriedades do material em sua versão bidimensional, é preciso esfoliá-lo, isto é, extrair folhas de poucas camadas atômicas de espessura a partir de um cristal macroscópico. Chamado de grafeno branco, o nitreto de boro hexagonal é parecido com o material de carbono em diversos aspectos, porém é muito mais difícil de esfoliá-lo.

Bobina de Tesla é utilizada pelos pesquisadores com sucesso

A equipe conseguiu extrair as nanofolhas de grafeno branco utilizando o plasma criado por uma bobina de Tesla modificada, atuando sobre o material que fica preso em um tubo. A bobina de Tesla é um aparelho simples, que pode até mesmo ser construído de forma artesanal, capaz de produzir descargas de alta tensão, criando arcos voltaicos.

Essas descargas elétricas ionizam o ambiente, gerando o conhecido plasma frio, onde os elétrons estão em um estado energético mais alto do que o resto das partículas. A esfoliação do grafeno branco acontece quando os elétrons são disparados contra uma amostra macroscópica de nitreto de boro. Parte da energia dos elétrons é transferida para a estrutura do cristal, aumentando assim a distância de ligação entre as camadas atômicas até um ponto em que a ligação é rompida e a folha se solta de forma natural depositando-se no recipiente.

O grafeno branco também é utilizado em pesquisas para a geração e armazenamento de energia limpa, em processos de fotocatálise e catálise e em dispositivos como células a combustível e supercapacitores.

Grafeno branco pode ser útil na sustentabilidade

Apesar de não conter um único átomo de carbono, o material tem capacidade de sugar, em um instante, produtos químicos de água contaminada. O grafeno branco consegue absorver todo os tipos de poluentes orgânicos como produtos químicos indústriais e até mesmo óleo de motor.

Além disso, o material pode ser limpo e reutilizado de forma mais fácil do que outros nanomateriais antes sugeridos para usos parecidos. O segredo para essa vantagem do grafeno branco está em sua estrutura repleta de poros, o que lhe permite absorver facilmente as contaminações.

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