O grafeno: Material muito útil e desafiador.

Em 2004, dois cientistas da Universidade de Manchester conduziram um experimento aparentemente simples, o que eles não imaginavam é como que isto iria impactar o mundo da ciência. Os pesquisadores, Andre Geim e Konstantin Novoselov, brincavam com o grafite, material da ponta dos lápis. Este é feito de folhas superfinas de carbono puro empilhadas umas sobre as outras. Geim e Novoselov queriam ver se conseguiam isolar uma única folha de grafite, uma camada impossivelmente fina de carbono com apenas um átomo de espessura.

Para isto, pegaram um rolo de fita adesiva. A mesma utlizada para a vedação de lixo, ou cargas de viagem. Veja como eles descreveram a sua técnica, conforme foi passado a BBC.

" Você coloca a fita adesiva em grafite ou mica e descasca a camada superior. Alguns flocos sairão da fita. A seguir, você dobra a fita ao meio, cola nos flocos de cima e os divide novamente. E você repete este procedimento de 10 a 20 vezes. Cada vez que é feito isto, estes flocos vão se tornando cada vez mais finos. No final, você fica com flocos muito finos colados à sua fita. Você dissolve a fita e tudo vai para a solução."

Este método funcionou muito bem. Ao isolar uma folha de carbono de camada única, Geim e Novoselov foram creditados com a descoberta de um novo material chamado grafeno que agora é considerado a substância mais forte, mais leve e mais eletricamente condutora da Terra.

Em 2010, eles compartilharam o prêmio Nobel de Física pela descoberto do novo material, e pesquisadores de todo o mundo começaram a clamar por maneiras de usar esse " supermaterial" notável para construir baterias mais poderosas e duradouras, microchips mais rápidos, circuitos flexíveis, boossensores implantáveis. Uma década depois, o grafeno ainda não cumpriu suas promessas em tanto esperadas, mas os especialistas estão confiantes de que finalmente veremos smartphones, carros elétricos e sensores usando tecnologia baseada em grafeno nos próximos anos.

PORQUE O TRATAMOS COMO UM SUPERMATERIAL?.

Tem apenas um átomo de espessura. Esta folha tão fina atende a todas as características de um supermaterial. 

É 200 vezes mais forte que o aço.

É mil vezes mais leve que o papel.

É 98% transparente.

Ele conduz eletricidade melhor do que qualquer outro material conhecido, à temperatura ambiente.

Ele pode converter luz em qualquer comprimento de onda em uma corrente.

E, por fim, este material é composto por carbono o quarto elemento mais abundante da Terra. Isto significa que ele estará presente em nossas vidas por um longo tempo.

O grafeno consegue ter tanta resistência a partir de sua estrutura de ligação entre os átomos. Se pudéssemos dar um zoom, veríamos que uma folha de grafeno parece um favo de mel. Os átomos de carbono individuais estão dispostos em um padrão hexagonal  que se assemelha a uma tela de arame. Cada átomo de carbono em uma folha de grafeno faz ligação covalente com  outros 3 átomos(C). O que lhe confere sua incrível resistência.

Porque ele conduz eletricidade tão bem?.

Pelo mesmo motivo de sua enorme resistência, a forma como os átomos estão ligados. Cada átomo de carbono tem 4 elétrons em sua camada externa, mas apenas três destes elétrons são compartilhados com seus três átomos de carbono vizinhos. O elétron restante é chamado de elétron pi e é livre para se mover no espaço tridimensional, o que permite que ele transmita cargas elétricas através da folha de grafeno quase sem resistência. Na verdade, o grafeno é o condutor de eletricidade mais rápido à temperatura ambiente, do que qualquer condutor já conhecido.

Este material tem muitas contribuições a nos oferecer, no entanto, é preciso que esta tecnologia seja mais bem trabalhada para que consigamos extrair o seu melhoŕ. Estas etapas implicam em altos investimentos, e ainda estão em fase de experimentação; para que possamos chegar em um estágio onde ela tenha boa aplicabilidade, com baixos riscos acidentais e com um valor mais acessível.