O grafeno foi descoberto no final do ano de 2004, no Centro de Nanotecnologia da Universidade de Manchester, dirigido pelo Prof. A. K. Geim.
O grafeno é um material encontrado na grafite e em outros compostos de carbono. Possui apenas um átomo de espessura. Bastante abundante e de estrutura significativamente estável e resistente, ele pode ser a chave para a produção de transístores de apenas 0,01 micrômetro, indo além do limite teórico de 0,02 micrômetros, onde os transístores possuiriam apenas dois ou três átomos de espessura e poucas dezenas de átomos de comprimento, aproximando-se dos limites físicos da matéria.
O grafeno é o material mais forte já medido, cerca de 200 vezes mais forte do que o aço estrutural. Seria necessário um elefante, equilibrado sobre a ponta de um lápis, para quebrar uma folha de grafeno.
Como material, o grafeno não é só o mais fino já obtido, como também o mais resistente. Como condutor de eletricidade, é tão bom quanto cobre. Como condutor de calor é melhor do que qualquer outro material.
Os elétrons no grafeno possuem grande velocidade c/300 (onde c é a velocidade da luz). Outros fenômenos de transporte igualmente espetaculares envolvem o transporte balístico de elétrons ao longo de distâncias da ordem dos sub-micrômetros e condutividades térmicas muito elevadas, o que abre a perspectiva de se produzirem dispositivos eletrônicos com tempo de resposta muito rápidos que poderão no futuro vir a integrar uma nova geração de microchips ultra-rápidos. Os cientistas estimam que semicondutores de grafeno sejam muito mais rápidos do que os de silício, viabilizando o desenvolvimento de computadores ainda mais eficientes.
O que vem para corroborar que as empresas líderes nesta áreas estão muito atentas a esta possibilidade é o fato da INTEL financiar neste momento o grupo na Universidade de Geórgia Tech, na Geórgia, U.S.A, dedicado à investigação em grafeno.
Outro avanço recente, publicado conjuntamente na revista Science pelo grupo de Manchester e por dois investigadores do Departamento da Universidade do Minho, foi a demonstração que o grafeno apenas absorve 2.3% da luz que nele incide, numa gama de frequências que vai do infravermelho ao ultravioleta. Isto abre imediatamente a possibilidade de usar o grafeno como eletrodos metálicos transparentes na indústria de cristais líquidos e de células solares, existindo já protótipos em funcionamento.
Igualmente, já foi demonstrada a possibilidade de construir protótipos de transistores feitos de pontos quânticos de grafeno, apontando esta linha de investigação para o desenvolvimento de uma eletrônica de base inteiramente molecular.
É quase completamente transparente, mas ao mesmo tão denso que nem mesmo hélio, o menor dos átomos de gás, pode passar por ele. Uma vez que é praticamente transparente e um ótimo condutor, o grafeno é adequado para telas touch screen, painéis de luz e células para captação de energia solar.
Quando misturado com plástico, o grafeno se transforma em condutor de eletricidade e se torna mais resistente ao calor e mecanicamente robusto. A resiliência – propriedade que alguns corpos apresentam de retornar à forma original após terem sido submetidos a uma deformação elástica – pode ser aproveitada em novos materiais derivados, que sejam finos, elásticos e superleves. No futuro, satélites, aeronaves e automóveis podem ser construídos com esses materiais compostos.
Os pesquisadores que estão trabalhando na fabricação de um tipo de folha de grafeno, acreditam que ela terá potencial de revolucionar as indústrias de automação, aviação, elétrica e ótica. Ao substituir o aço, por exemplo, o papel grafeno pode gerar carros mais leves e fortes, além de aviões que consomem menos combustível.
A promessa de encontrar nova e excitante física no grafeno, a qual poderá levar a importantes aplicações em nanotecnologia tem sido o motor para a investigação neste campo em grande aceleração ao nível mundial. Instituições de topo mundial, como Boston University, MIT, Havard, Berkeley, Stanford, Manchester, Oxford, Universidade Autonoma de Madrid, Universidade de Leiden, Escola Normal Superior de Pisa, etc., têm neste momento fortes grupos teóricos e experimentais na física do grafeno.
Andre Geim e Konstantin Novoselov receberam o prêmio Nobel de Física de 2010 por experimentos inovadores com grafeno.
Em conclusão o grafeno abriu novas avenidas ao nosso conhecimento de ciência fundamental e promete aplicações futuras em nanotecnologia que não eram concebíveis antes da sua descoberta.
Nenhum comentário:
Postar um comentário