Grafeno que material maravilhoso é esse

grafeno é composto de uma única camada microscópica de átomos de carbono dispostos em uma estrutura semelhante a um favo de mel. Embora possa ser encontrado em um objeto tão comum quanto um lápis, o grafeno é um material completamente extraordinário. Em 2004, dois pesquisadores da Universidade de Manchester – Andre Geim e Kostya Novoselov – tornaram-se os primeiros a isolar o grafeno colando fita adesiva em um pedaço de grafite. Quando retiraram a fita, puderam separar uma única camada de carbono, abrindo a porta para uma nova classe de materiais bidimensionais. A dupla ganhou o Prêmio Nobel de Física de 2010 por seus “experimentos inovadores” com o grafeno.

O grafeno possui uma impressionante coleção de superlativos: não é apenas o material mais fino do mundo, mas também o mais forte. É mais resistente que os diamantes, mais condutiva que o cobre e incrivelmente flexível. O grafeno também é completamente transparente e ainda é extremamente denso.

Em todo o mundo, empresários e empresas estão tomando nota do material notável. Entre 2010 e 2017, o número de registros de patentes relacionados ao grafeno cresceu a uma taxa média de quase 61% ao ano, chegando a 13.371, segundo a firma de pesquisa de mercado ReportLinker .

O apelo do grafeno é quase universal. Sua flexibilidade e transparência poderia um dia contribuir para um telefone que poderia ser enrolado como um jornal, enquanto a sua força incrível lhe permite tomar uma batida duas vezes, bem como Kevlar, o tecido usado atualmente em coletes à prova de balas. Como um substituto para wearables de rastreamento de saúde como Fitbits, o grafeno pode ser tatuado diretamente na pele. No futuro, aviões, carros e inúmeras outras máquinas poderiam ser fabricados com grafeno leve e super-esticado. O material já foi injetado nas raquetes de tênis para aumentar sua durabilidade. No setor de energia, existem várias maneiras de o grafeno melhorar a geração de energia, armazenamento e infraestrutura. 

O interesse crescente no material tem visto o valor do mercado de grafeno subir de US$ 85 milhões em 2017 para quase US$ 200 milhões em 2018. As previsões variam quanto à rapidez com que o mercado continuará a crescer.  A China desenvolveu um enorme monopólio sobre o desenvolvimento de tecnologia, dominando setores que vão da energia solar fotovoltaica à impressão 3D. Não surpreende, portanto, que o país tenha se tornado rapidamente o centro da inovação do grafeno. Os chineses se tornaram os maiores fornecedores de materiais avançados, como o grafeno, respondendo por quase 70% da capacidade total de produção mundial

A utilidade do grafeno se estende muito além das baterias e dos supercapacitores, mas, como foi descoberto há menos de duas décadas, muitas de suas possibilidades ainda são desconhecidas. Atualmente, os pesquisadores estão trabalhando em experimentos que apenas cinco ou dez anos atrás não pareceriam possíveis. Em 2012, os pesquisadores produziram células solares baseadas em carbono usando o grafeno, que, segundo eles, seria mais facilmente produzido e reciclado do que os modelos existentes de células solares. Os protótipos foram caros, no entanto, e os cientistas disseram que mais pesquisas são necessárias para otimizar a eficiência.

Outros projetos estão em andamento, incluindo uma joint venture entre a Verditek, desenvolvedora de tecnologia de energia sediada no Reino Unido, e a Paragraf, especialista em grafeno. Os dois se uniram em 2017 para criar “uma nova geração de painéis solares baseados em grafeno altamente robustos e ultraleves” que poderiam “potencialmente revolucionar o mercado fotovoltaico”. Pesquisadores de três universidades australianas se uniram para desenvolver um filme ultrafino que absorve a luz e que, segundo eles, tem “grande potencial” para uso na coleta de energia solar térmica. Ao apresentar suas descobertas em março, os cientistas disseram que o filme de grafeno oferece um “novo conceito” para a energia solar, abrindo novas áreas de pesquisa, incluindo a conversão direta do calor em eletricidade e a dessalinização da água.

O grafeno pode ser útil na concentração de usinas solares, que usam espelhos para concentrar a luz solar em uma torre central onde a água é fervida para gerar vapor superaquecido. Os espelhos cobertos com grafeno poderiam ter alguma aplicação porque o grafeno poderia conduzir o calor muito bem. As possíveis aplicações do grafeno em outras partes da indústria de energia são de longo alcance, incluindo materiais de reforço usados ​​em pás de turbinas eólicas e materiais de revestimento usados ​​para construir outras estruturas de energia com grafeno.

O grafeno não é apenas revolucionário por causa do que pode fazer – ele também mudou a compreensão dos cientistas sobre recursos similares. Tome os supercondutores, por exemplo: esses materiais são capazes de conduzir eletricidade sem resistência, o que significa que a energia em um supercondutor poderia fluir continuamente sem nunca se degradar. O problema com a maioria dos supercondutores é que eles só trabalham em temperaturas próximas ao zero absoluto, ou cerca de –273,15 graus Celsius, onde não há movimento ou calor. Como é impraticável usar supercondutores com os caros materiais de resfriamento necessários para fazê-los funcionar, os cientistas passaram décadas procurando um material que pudesse ser usado como supercondutor à temperatura ambiente.

O grafeno, embora não seja um supercondutor de alta temperatura em si, aproximou os cientistas da solução deste enigma. Dois trabalhos publicados na revista Nature em 2018 provaram que o grafeno poderia funcionar como supercondutor se duas camadas fossem colocadas juntas no chamado “ângulo mágico”. Os pesquisadores descobriram que o grafeno funciona de maneira semelhante a outros supercondutores “não convencionais” chamados cupratos, que podem conduzir eletricidade a até 133 graus Kelvin acima do zero absoluto, ou cerca de -140 graus Celsius.

Apesar de ser quase certo que o grafeno não resolverá todos os problemas que os pesquisadores afirmam que ele irá, sua descoberta em 2004 já abriu as portas para inúmeras novas áreas de pesquisa e design de produto. Para o setor de energia, a chegada do grafeno levou a descobertas inovadoras e novas idéias inovadoras – mas isso pode ser apenas o começo. 

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Fonte: The New Economy