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, aquela mesma coisa que você encontra na ponta de um lápis. Eles estavam curiosos sobre o material e queriam saber se era possível removê-lo em uma única camada. Então, encontraram uma ferramenta inusitada: fita adesiva.
“Você coloca [a fita] sobre grafite ou mica e depois retira a camada superior”, explicou Heim à BBC. Flocos de grafite se desprendem da fita. Em seguida, dobre a fita ao meio e cole-a na folha superior, separando-as novamente. Depois, repita esse processo de 10 a 20 vezes.
“A cada vez, os flocos se quebram em flocos cada vez mais finos. No final, restam flocos muito finos na correia. Você dissolve a fita e tudo se dissolve.”
Surpreendentemente, o método da fita adesiva funcionou maravilhosamente bem. Este interessante experimento 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 por átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, semelhante a uma tela de arame.
Uma das principais razões pelas quais o grafeno é tão incrível é a sua estrutura. Uma única camada de grafeno puro apresenta-se como uma camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura de rede hexagonal. Essa estrutura em forma de favo de mel em escala atômica confere ao grafeno sua impressionante resistência.
O grafeno também é um astro da eletricidade. À temperatura ambiente, ele conduz eletricidade melhor do que qualquer outro material.
Lembra daqueles átomos de carbono que discutimos? Bem, cada um deles possui um elétron extra chamado elétron pi. Esse elétron se move livremente, permitindo que ele conduza eletricidade 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 ligeiramente (apenas 1,1 graus) 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 empolgantes para a supercondutividade futura em temperatura ambiente.
Uma das aplicações mais aguardadas 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 de íon-lítio modernas.
Algumas grandes empresas, como a Samsung e a Huawei, já seguiram esse caminho, visando introduzir esses avanços em nossos dispositivos eletrônicos do dia a dia.
“Até 2024, esperamos que uma gama de produtos de grafeno esteja no mercado”, disse Andrea Ferrari, diretor do Cambridge Graphene Center e pesquisador do 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 oferecem 20% mais capacidade e 15% mais energia do que as melhores baterias de alta energia disponíveis atualmente. Outras equipes criaram células solares à base de grafeno que são 20% mais eficientes na conversão da luz solar em eletricidade.
Embora já existam alguns produtos que exploram o potencial do grafeno, como os equipamentos esportivos da Head, o melhor ainda está por vir. Como observou Ferrari: “Falamos sobre grafeno, mas na realidade estamos falando de uma grande variedade de opções que estão sendo estudadas. As coisas estão caminhando na direção certa.”
Este artigo foi atualizado com o auxílio de tecnologia de inteligência artificial, verificado e editado pela equipe editorial do HowStuffWorks.
A fabricante de equipamentos esportivos Head utilizou esse material incrível. Sua raquete de tênis Graphene XT promete ser 20% mais leve, mantendo o mesmo peso. Essa é uma tecnologia verdadeiramente revolucionária!
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Data da publicação: 21/11/2023