Afinal, o que é grafeno? Considerado o elemento mais fino e resistente do mundo, o grafeno vem despertando o interesse de vários setores industriais.
Esse fenômeno é explicado devido a sua diversidade em relação a aplicações, principalmente no que diz respeito a tecnologia.
Os mais diversos setores poderão se beneficiar da matéria-prima grafeno, como por exemplo na área de biomedicina, ou na produção de microchips para a área de telecomunicações.
Para que você possa entender um pouco mais sobre esse elemento tão importante para o futuro, vamos explicar um pouco o que é, sua estrutura, a importância para a economia e como ele pode se tornar o elemento essencial para o desenvolvimento tecnológico.
O que é grafeno, como surgiu?
O que é grafeno? O químico Linus Pauling, já mencionava nos anos 50 a existência de uma fina camada de carbono formada por anéis em forma de hexágono em suas aulas.
Porém, somente 1987 é que o grafeno foi mencionado com esse termo pela primeira vez, e somente em 1994 é que ele foi reconhecido pela IUPAC (União internacional da Química Pura e Aplicada).
Porém, somente em 2004 o grafeno foi isolado através de uma técnica chamada esfoliação mecânica, onde o isolamento da camada pôde ser feito através de uma fita adesiva.
Esse processo, concedeu aos físicos Konstantin Novoselov e Andre Geim o prêmio Nobel no ano de 2010.
O que é grafeno? O Grafeno é um alótropo que possui apenas largura e altura, sendo o mesmo bidimensional. Ele é originário do carbono, e seus átomos ficam organizados de maneira que formam uma fina camada.
Para que você possa ter ideia do quão fina é essa camada, denominada grafeno, a espessura de uma folha de ofício condiz com um conjunto de cerca de 3 milhões dessa fina camada do elemento.
As dimensões do grafeno são medidas em nanômetros, e outras de suas características são sua resistência, leveza e alta capacidade de condução elétrica.
Essas características fazem com que o grafeno seja um elemento bastante importante para o desenvolvimento de novas tecnologias e aprimoramento de outras.
Sua Estrutura
O que é grafeno quanto a estrutura? O Grafeno é formado por hexágonos em rede constituído por carbonos, onde cada núcleo de carbono é constituído por seis prótons e seis elétrons.
Existem quatro elétrons na camada de valência, sendo que ela pode comportar até oito elétrons. Dessa forma, para que o carbono possa ficar instável, é importante que ele faça quatro ligações e assim consiga uma configuração de um gás nobre.
Na natureza, as ligações de carbono são as mais fortes, onde cada carbono interliga-se a outras três.
Propriedades
O Grafeno tem inúmeras propriedades, vamos citar algumas delas e suas características para que você possa entender melhor o quão importante é esse elemento.
Ele tem uma grande flexibilidade, podendo expandir até 25% do seu tamanho, além disso o grafeno é bem leve, pesando apenas 0,77 mg o seu metro quadrado.
O elemento também é um excelente condutor, e sua corrente tem densidade bem maior que a do cobre.
É durável, principalmente por conta do seu comportamento, onde o mesmo encolhe no calor e se expande em temperaturas mais frias, fenômeno contrário a maneira como as substâncias normalmente se comportam.
Além disso, ele é um material mais rígido do que por exemplo o diamante, é bastante fino, sendo que sua espessura é equivalente à de um átomo.
Como é fabricado
Agora que você já sabe o que é grafeno vamos ver como é fabricado. Ele pode ser preparado com inúmeros elementos, sendo que o grafite é o principal. Mas ele também pode ser fabricado por exemplo a partir de hidrocarboneto, nanotubo de carbono, ou carbeto.
Métodos para a fabricação do grafeno:
Microesfoliação mecânica: nesse método, as camadas de grafeno são extraídas de um cristal de grafite com o auxílio de uma fita adesiva.
Essas camadas são depositadas em alguns substratos contendo o óxido de silício.
Deposição química a vapor: o grafeno tem suas camadas depositadas em suportes sólidos, como uma superfície de níquel.
Microesfoliação química: nesse processo, há a adição de alguns reagentes que rompem de forma parcial a rede a partir do enfraquecimento das ligações de carbono.
Suas aplicações
O grafeno pode ser utilizado para otimizar vários processos e desenvolver algumas tecnologias em vários setores industriais, como por exemplo:
- O grafeno pode ser utilizado para fazer a purificação e dessalinização da água do mar, transformando-a em potável;
- Como matéria-prima para a produção de sensores biomédico que podem fazer a detecção de doenças de forma mais eficiente;
- Esse elemento também pode ser utilizado na construção civil, como matéria-prima para a produção de produtos mais resistentes e leves.
- Na produção de chips mais resistentes, menores e mais eficientes;
No Brasil
O país possui uma das maiores reservas do mundo de outro material que contém o grafeno, a Grafita Natural.
São cerca de 45% de reservas de todo o mundo.
Porém é importante destacar que por mais que ocorra em todo o território brasileiro, as reservas em exploração estão nos estados da Bahia, Minas Gerais e Ceará.
Como essa matéria-prima está contida em abundância no Brasil, há um incentivo aos investimentos em pesquisa nesse setor.
Economia
Ainda há uma dificuldade muito grande para desenvolver a produção do grafeno em larga escala, e com isso, o preço do mesmo ainda continua alto.
Por conta da sua infinidade de propriedades, as indústrias estão investindo em pesquisa para desenvolver formas de fazer essa produção de forma mais rápida e em grande quantidade.
Por enquanto que os pesquisadores não conseguem, o grafeno ainda é um elemento comercialmente caro.
O elemento do futuro
Por conta das suas várias propriedades, o grafeno pode ser utilizado para melhorar algumas tecnologias e desenvolver outras.
Desde melhoramento da armazenagem de energia, até o desenvolvimento de computadores mais eficientes e mais resistentes, o Grafeno é uma grande promessa para o futuro das indústrias.
Seu potencial em escala industrial, principalmente nos setores de comunicação, microchips e energia, vem tornando o grafeno um elemento de interesse industrial.
Podemos dizer que ele é sim um elemento do futuro, porém é importante desenvolver métodos para tê-lo em grande escala, e dessa forma utilizar todas as suas propriedades.
Sendo um elemento economicamente caro, fica inviável que ele seja trabalhado em toda a sua potência.Esse conteúdo foi desenvolvido em parceria com o site Mineração Brasil, um site especializado em mineração para você atento sobre o assunto.
