Grafeno e o futuro de daqui a pouco Ciência Nordestina

terça-feira, 30 janeiro 2018

O avanço das pesquisas com Grafeno promete, em pouco tempo, eletrônicos mais leves, dobráveis e com maior capacidade de armazenamento de energia

Imagine uma folha extremamente fina, ao ponto de serem necessárias 222000 delas (todas empilhadas umas sobre as outras) para se chegar à espessura de uma folha de papel ofício. Associe agora esta vantagem a outras, como a de que o material é 200 vezes mais resistente que o aço, é quimicamente estável, tem ótima condutividade elétrica e está disponível a partir da exfoliação do grafite. Sim, este material que está revolucionando o planeta existe, seu nome é grafeno.

Carbono grafite em estado bruto

Desenvolvido por Ulrich Hofmann e Hanns-Peter Boehm em 1962, este material rendeu o prêmio Nobel de Física a Konstantin Novoselov e Andre Geim (Universidade de Manchester – Reino Unido) de 2010, por conduzirem experimentos que viabilizaram o uso destes materiais na indústria de eletrônica. Eles são hoje a grande promessa para o futuro de novos dispositivos.

Andre Geim (esquerda) e Konstantin Novoselov (direita), vencedores do Nobel de Física em 2010. (Foto: Google Imagens)

Um futuro que está bem próximo… Se considerarmos que entre a invenção do primeiro transistor e a fabricação dos primeiros circuitos integrados se deu um intervalo de 20 anos de pesquisa e a contar pela enorme quantidade de patentes por partes das indústrias de eletrônicos, podemos prever que a década de 2020 para o grafeno promete ser revolucionária em diversos aspectos.

Com o barateamento do processo de fabricação (o método de esfoliação de Hummers, por exemplo, é simples e pode ser adequado para larga escala) surge a possibilidade de chegada dos primeiros portáteis totalmente movidos à carbono (da bateria ao processador). Esta etapa quebrará definitivamente a barreira da rigidez das telas de telefones celulares e portáteis eletrônicos (poderemos enfim dobrar nosso celular e amassar a tela do notebook sem medo).

Transformação do grafite em grafeno (Autor: Helinando Oliveira)

 

O Grafeno permite a produção de eletrônicos dobráveis. (Foto: Google Imagens)

Os eletrônicos serão tão finos quanto o mercado consumidor deseje, podendo fazer uso da versatilidade de folhas atômicas de carbono como elementos de circuitos elétricos. Outra grande revolução em andamento se refere aos elementos armazenadores de energia: além de transportar nossos celulares dobrados no bolso, também teremos supercapacitores nos veículos híbridos, fornecendo maior autonomia aos mesmos, uma vez que ao invés de serem de dezenas de quilos passarão a ser de dezenas de gramas. Esta redução na massa vem associada a uma elevação na capacidade de armazenar energia. Ou seja, mais leve e mais eficiente –  a área superficial para acúmulo de cargas (princípio de funcionamento dos capacitores) será muito maior. Quinze minutos de carga por semana será o suficiente. E se associados a células solares incorporadas em nossas roupas… Aí sim, estará decretado o fim dos terríveis carregadores de celular.

E todo este grande avanço tecnológico (que tem como estrela o grafeno) conta também com outros atores (não menos importantes) como os polímeros condutores, que renderam a Heeger, Shirakawa e MacDiarmid o prêmio Nobel de Química de 2000. Este é inclusive o tema da coluna da próxima terça-feira: “Polímeros Condutores: Uma Tecnologia Presente”. Até lá!

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Helinando Oliveira

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