Grafeno um material que poderá revolucionar o nosso futuro energético.

Um termo que junta dois materiais o Carbono e a Grafite, algo que o cientista Hanns-Peter Boehm, propôs em 1962 mas só anos mais tarde (2004) foi efectivamente comprovado como um material de elevadas capacidades tecnológicas, estes dois cientistas (Andrei Geim e Konstantin Novoselov) foram prémio nobel da física em 2010. O Grafeno, considerado um material que irá revolucionar muitas das tecnologias no futuro, de facto, o Grafeno pode ser considerado o material das “1000” utilidades, já que este material leve e resistente poderá ter inúmeras aplicações, que vão desde a tecnologia de componentes electrónicos, à industria automóvel e aeronáutica, à industria têxtil, mas também na energia.

Actualmente este material ainda se encontra em processo de desenvolvimento (muitas universidades e investigadores estudam a aplicabilidade deste material), já que a sua aplicabilidade é imensa. É Reconhecido como um dos elementos que vão revolucionar a indústria na próxima década tecnológica, sendo considerado por isso como o “novo ouro negro“.

Mas o que é Grafeno?

O grafeno é um material composto apenas uma única camada de átomos de carbono e da esfoliação de grafite, fascina o mundo científico e tecnológico pelas suas propriedades excepcionais. Apesar da abundância de carbono e grafite na natureza, produzir grafeno de alta qualidade e em larga escala é um desafio que ainda precisa ser superado, o que torna bastante caro a sua produção industrial. A sua aplicação nos próximos anos irá permitir inovações que actualmente não são possíveis de realizar ou aplicar na industria. Podendo considerar-se um material de “energia verde” e que pode ser produzido sem colocar em causa as metas ao nível das emissões de CO2. Segundo alguns afirmam: “O grafeno pode ser a arma certa para combater os 5 maiores problemas do planeta”.

Vantagens e mais vantagens

Mas com tantas vantagens e características promissoras, provavelmente já deve ter lido alguma coisa sobre este poderoso material, ou quanto muito ter ouvido falar das suas maravilhas. Se não for esse o caso e quer saber um pouco mais sobre este material veja um video que eu seleccionei para si:

Também ao nível da energia, muita coisa irá mudar nos próximos 3 anos, os novos carros movidos a energia eléctrica terão componentes de Grafeno, desde as baterias, ao próprio material que serão construídos. Por outro lado, os novos Smartphones irão possuir vidros produzidos com este material, no mercado a Huawei tem vindo a falar do seu substituto do Smartphone P30, o novo P40 Pro, anuncia capacidades que actualmente são uma “miragem” e que vão ao tempo que demora a carregar (45 minutos), ao peso e capacidade de armazenamento de energia da bateria que terá como principal componente de armazenamento de energia o Grafeno. Também em alguns desportos, como o ténis em que a raquetes de ténis têm uma forte componente de grafeno, o que as torna mais leves e resistentes.

Basicamente, o grafeno é um material constituído por uma camada extremamente fina de grafite, o mesmo encontrado em qualquer lápis comum usado para escrever. A diferença é que o Grafeno possui uma estrutura hexagonal cujos átomos individuais estão distribuídos, gerando uma fina camada de carbono.

O que faz o Grafeno ser tão extraordinário?

Na prática, o Grafeno é um material mais forte e bem mais resistente que o aço, mas por outro lado, mais leve e mais fino (tem somente a espessura de um átomo), para se ter uma ideia da sua espessura, 3 milhões de camadas de Grafeno empilhadas têm altura de apenas 1 milímetro. Então pode-se dizer que ele soma um conjunto de propriedades que vão desde ser transparente, elástico, pode ser mergulhado em líquido sem enferrujar ou danificar sua composição, resistente, leve e “cereja no topo do bolo”: conduz electricidade e calor melhor do que qualquer outro componente.

Os avanços tecnológicos com este material, por ser, podemos dizer fantástico, é bastante barato de produzir. Vale a pena seguir as evoluções com este material que nos vai surpreender num futuro próximo.

Diferenças e Dificuldades:

• Qualidade do Grafeno: A escolha do método de produção influencia diretamente a qualidade do grafeno obtido. A CVD e o crescimento epitaxial geralmente produzem grafeno de alta qualidade, enquanto a esfoliação de grafite pode gerar material com defeitos e impurezas.
• Tamanho das Folhas: A produção de folhas grandes de grafeno sem defeitos é um desafio para todas as técnicas. Folhas grandes são essenciais para diversas aplicações, mas a produção em larga escala ainda é limitada.
• Custo da Produção: O alto custo da produção de grafeno de alta qualidade, principalmente pela CVD e pelo crescimento epitaxial, impede a viabilização comercial em larga escala.
• Escala Industrial: A adaptação das técnicas de produção para a escala industrial é crucial para reduzir custos e tornar o grafeno acessível a diversas aplicações.

Avanços e Soluções Promissoras:

• Novos Métodos de Produção: Pesquisas focam no desenvolvimento de métodos mais eficientes e baratos, como a síntese química de grafeno e o uso de bactérias para produzi-lo.
• Aperfeiçoamento das Técnicas Existentes: Otimização dos parâmetros de produção e desenvolvimento de novos materiais catalisadores para a CVD visam aumentar a qualidade e a quantidade do grafeno produzido.
• Escalabilidade Industrial: A adaptação das técnicas de produção para a escala industrial é crucial para reduzir custos e tornar o grafeno acessível a diversas aplicações.

Exemplos de Soluções em Desenvolvimento:

• A Universidade de Cambridge: Desenvolve um método de produção de grafeno a partir de dióxido de carbono, utilizando energia solar. (https://www.cam.ac.uk/topics/solar-power)
• A empresa americana Nanotechnologies: Cria grafeno de alta qualidade utilizando um processo de produção em fase gasosa que promete ser mais eficiente e barato. ([https://www.silanano.com/])
• A empresa britânica Haydale: Desenvolve compósitos reforçados com grafeno para diversos setores, utilizando técnicas de produção escaláveis e otimizadas. ([https://haydale.com/])

Conclusão:

A produção em larga escala de grafeno de alta qualidade ainda é um desafio, mas os avanços na pesquisa e o desenvolvimento de novas técnicas abrem portas para a viabilização comercial dessa tecnologia revolucionária. A superação dos obstáculos atuais permitirá a criação de produtos inovadores que podem transformar diversos setores da indústria e da sociedade, impulsionando o progresso tecnológico e trazendo grandes benefícios para a humanidade.

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