Nos últimos anos, muita atenção tem sido dada ao supermaterial grafeno. Mas o que é grafeno? Bem, imagine uma substância 200 vezes mais resistente que o aço, mas 1000 vezes mais leve que o papel.
Em 2004, dois cientistas da Universidade de Manchester, Andrei Geim e Konstantin Novoselov, "brincaram" com grafite. Sim, a mesma coisa que se encontra na ponta de um lápis. Eles estavam curiosos sobre o material e queriam saber se ele poderia ser removido em uma única camada. Então, encontraram uma ferramenta incomum: fita adesiva.
"Você coloca [a fita] sobre grafite ou mica e depois retira a camada superior", explicou Heim à BBC. Flocos de grafite voam da fita. Em seguida, dobre a fita ao meio e cole-a na camada superior, separando-as novamente. Em seguida, repita o processo de 10 a 20 vezes.
Cada vez, os flocos se quebram em flocos cada vez mais finos. No final, ficam flocos muito finos na correia. Você dissolve a fita e tudo se dissolve.
Surpreendentemente, o método da fita fez maravilhas. Esse experimento interessante levou à descoberta de flocos de grafeno de camada única.
Em 2010, Heim e Novoselov receberam o Prêmio Nobel de Física pela descoberta do grafeno, um material composto de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, semelhante à tela de arame.
Um dos principais motivos pelos quais o grafeno é tão incrível é a sua estrutura. Uma única camada de grafeno puro aparece como uma camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura de rede hexagonal. Essa estrutura de favo de mel em escala atômica confere ao grafeno sua impressionante resistência.
O grafeno também é um superastro da eletricidade. Em temperatura ambiente, ele conduz eletricidade melhor do que qualquer outro material.
Lembra daqueles átomos de carbono que discutimos? Bem, cada um deles tem um elétron extra chamado elétron pi. Esse elétron se move livremente, permitindo que ele conduza através de múltiplas camadas de grafeno com pouca resistência.
Pesquisas recentes sobre grafeno no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram algo quase mágico: quando você gira levemente (apenas 1,1 grau) duas camadas de grafeno desalinhando-as, o grafeno se torna um supercondutor.
Isso significa que ele pode conduzir eletricidade sem resistência ou calor, abrindo possibilidades interessantes para a supercondutividade futura em temperatura ambiente.
Uma das aplicações mais esperadas do grafeno é em baterias. Graças à sua condutividade superior, podemos produzir baterias de grafeno que carregam mais rápido e duram mais do que as baterias modernas de íons de lítio.
Algumas grandes empresas, como Samsung e Huawei, já trilharam esse caminho, com o objetivo de introduzir esses avanços em nossos gadgets do dia a dia.
“Até 2024, esperamos que uma gama de produtos de grafeno esteja no mercado”, disse Andrea Ferrari, diretora do Cambridge Graphene Center e pesquisadora da Graphene Flagship, uma iniciativa da European Graphene. A empresa está investindo 1 bilhão de euros em projetos conjuntos. A aliança acelera o desenvolvimento da tecnologia do grafeno.
Os parceiros de pesquisa da Flagship já estão criando baterias de grafeno que fornecem 20% mais capacidade e 15% mais energia do que as melhores baterias de alta energia da atualidade. Outras equipes criaram células solares à base de grafeno que são 20% mais eficientes na conversão de luz solar em eletricidade.
Embora existam alguns produtos pioneiros que exploraram o potencial do grafeno, como os equipamentos esportivos da Head, o melhor ainda está por vir. Como observou Ferrari: "Falamos de grafeno, mas, na realidade, estamos falando de um grande número de opções em estudo. As coisas estão caminhando na direção certa."
Este artigo foi atualizado usando tecnologia de inteligência artificial, verificado e editado pelos editores do HowStuffWorks.
A fabricante de equipamentos esportivos Head utilizou este material incrível. Sua raquete de tênis Graphene XT afirma ser 20% mais leve, mantendo o mesmo peso. Esta é uma tecnologia verdadeiramente revolucionária!
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Horário da publicação: 21/11/2023