Home Notícias A revolução do grafeno

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Ecrã transparente e flexível composto por grafeno.

São cada vez mais os investigadores convencidos que a próxima revolução tecnológica poderá articular-se em redor deste novo e prodigioso material.

Em 1974, o físico canadiano Philip Russel Wallace foi o responsável pelo primeiro estudo teórico sobre as potenciais aplicações do grafeno, todavia a descoberta experimental só se produziu em 2004, graças a 2 físicos da Universidade de Manchester, Andre Gein e Konstantin Novoselov.

A questão era que o grafeno, tal como se conhecia ate então, parecia demasiado instável para poder ser encontrado na natureza. Mais tarde, já em 2010, estes 2 cientistas de origem russa demonstraram o oposto com um método tao invulgar como engenhoso. Com muita paciência e fita-cola conseguiram isolar o composto e libertá-lo da grafite da mina de um lápis, transferindo-o de seguida para uma lâmina de silício. Este processo concedeu-lhes o Prémio Nobel da Física.

Trata-se na realidade de uma das estruturas mais simples que se pode imaginar, “é simplesmente, uma camada bidimensional de átomos de carbono organizados de forma hexagonal”, explica o espanhol Tomás Palacios, investigador do Departamento de Engenharia Eléctrica e Ciência Computacional do Instituto Tecnológico do Massachusetts (MIT) desde 2006, e que também inventou, há um par de anos, um chip de grafeno.

O grafeno apresenta uma configuração ultrafina em que cada átomo está ligado a outro através de ligações covalentes (partilham um par de electrões), formando uma rede hexagonal semelhante ao padrão de favo de mel. O resultado possui características eléctricas, ópticas, mecânicas e térmicas únicas.

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Estrutura do grafeno

Além de ser o material mais fino descoberto até agora, é transparente, para poder ser detectado é preciso colocá-lo sobre uma finíssima placa de óxido de silício. Apesar disto, é a substância mais resistente que se conhece, “é mesmo mais resistente do que o melhor dos metais, é mais forte do que o aço”, sublinha Palacios, seria necessário colocar um elefante em equilíbrio sobre a ponta de um lápis para perfurar uma simples folha de grafeno, e já foi demonstrado que duas folhas de grafeno conseguem ser ainda mais eficazes como condutores de electricidade.

Nuno Peres, professor do Departamento de Física da Universidade do Minho afirma que o material irá “trazer maior resistência e flexibilidade” a monitores comos os ecrãs tácteis para computadores e telemóveis. À resistência e flexibilidade soma-se ainda ao facto de ele ser inerte e impermeável, de apresentar uma elevada condutividade eléctrica e de poder ser trabalho à temperatura ambiente.

Em Gaithersburg, cientistas da Universidade de Illinois descobriram que o material possui uma extraordinária capacidade para arrefecer quando está muito quente, ou seja auto-refrigera, o que permite deduzir que os futuros dispositivos electrónicos que o incorporem necessitarão de menos energia.

No que todos os especialistas estão de acordo é que este material poderá vir a transformar toda a indústria dos transístores, os componentes básicos dos computadores. “A velocidade dos electrões determina a velocidade do transístor e, no grafeno, estes deslocam-se até cem vezes mais depressa do que no silício”, indica Tomas Palacios. No mesmo sentido o Departamento de Ciências e Tecnologia da IBM em 2010 fabricou um chip com base neste material que podia operar a uma frequência de 100 GHz, mais do dobro de um silício. Já este ano foi ultrapassada esta meta por esta mesma companhia, desenvolvendo um transístor deste material ainda mais pequeno e rápido, capaz de alcançar 155 GHz. As equipas da IBM e do MIT estão convencidas de que será possível chegar ao Terahertz com esta tecnologia.

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Um processador Intel i7 tem 731 milhões de transístores de silício.

Konstantin Noselov acredita que esta tecnologia estará pronta a ser aplicada em computadores daqui a 20 ou 25 anos.

Actualmente a Intel produz transístores de 32 nanómetros, no final deste ano devera lançar outro modelo, denominado Ivy Bridge de 22 nanómetros. Todavia, estima-se que eles poderão ser reduzidos ate aos 5 ou 6 nanómetros com recurso ao grafeno.

No final de 2010, a companhia norte-americana Nanotek Instruments anunciou que os seus técnicos tinham concebido um supercondensador baseado em grafeno que armazena tanta energia como uma bateria de níquel-hidreto metálico e pode ser carregado em segundos. No futuro, os dispositivos móveis, como as câmaras, os computadores ou telemóveis, poderão aproveitar essa qualidade para se abastecerem de electricidade quase instantaneamente.

Em suma recorrendo a este material poderemos ver:

  • Ecrãs tácteis flexíveis, já que o grafeno pode ser enrolado ou dobrado como uma folha de papel, onde a Samsung já iniciou a sua pesquisa
  • Acesso a novos materiais produzindo componentes mais leves por exemplo para a indústria Aeronáutica
  • Invisibilidade já que possui a capacidade de desviar os raios de luz, o que poderá servir a prazo para tornar “invisíveis” objectos cobertos por uma camada do material.
  • Microprocessadores onde os electrões viajam mais depressa permitindo criar computadores mais potentes e comunicações sem fios mais rápidas
  • Baterias que iram armazenar mais energia e durante mais tempo
  • Televisores onde o grafeno poderá conferir maior luminosidade e contraste.
  • Detectores de luz como óculos de visão nocturna extremamente eficazes
  • Maior condutividade eléctrica, superior à dos materiais tradicionais.
  • Comunicações ópticas, já que este material possui ainda a capacidade de polarizar a luz, faculdade que pode ser aproveitada para criar circuitos fotónicos e sistemas de comunicação de alta velocidade.
  • Coletes á prova de bala, tirando partido da resistência e leveza do material

No futuro é possível que utilizemos o material em coisas que, agora, nem conseguimos imaginar, no entanto numa coisa todos os cientistas estão de acordo: mais cedo ou mais tarde, o grafeno vai mudar por completo a nossa tecnologia.

Fonte: Super Interessante

0 Comentários a este artigo
  1. Notícia muito interessante, uma pena que algums termos em português lusitano sejam um pouco estranhos para mim. Um abraço brasileiro a todos vocês amigos portugueses.

  2. Legal é que em nenhum momento é citada a eficiência do material em projetos bélicos, somente em coletes à prova de balas! Um salvador da humanidade! ¬¬

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