{"id":50459,"date":"2020-07-20T04:30:46","date_gmt":"2020-07-20T07:30:46","guid":{"rendered":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/?p=50459"},"modified":"2020-07-20T05:12:48","modified_gmt":"2020-07-20T08:12:48","slug":"como-o-incrivel-grafeno-mudara-o-mundo-vejam-os-videos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/asmetro.org.br\/portalsn\/2020\/07\/20\/como-o-incrivel-grafeno-mudara-o-mundo-vejam-os-videos\/","title":{"rendered":"Como o incr\u00edvel Grafeno mudar\u00e1 o mundo – vejam os v\u00eddeos"},"content":{"rendered":"
\n

O grafeno \u00e9 um material produzido a partir da grafite. Suas incr\u00edveis propriedades f\u00edsicas tornam-no um material com diversas aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas.<\/span><\/h1>\n<\/div>\n
\n
\n
\n

O que \u00e9 grafeno?<\/strong><\/h2>\n

Grafeno \u00e9 o material mais fino do mundo. Consiste de uma camada bidimensional de \u00e1tomos de c<\/a>arbono organizados em estruturas hexagonais, cuja altura \u00e9 equivalente a de um \u00e1tomo. Esse material pode ser produzido por meio da extra\u00e7\u00e3o de camadas superficiais da grafite, um mineral abundante na Terra e um dos mais comuns al\u00f3tropos do carbono.<\/p>\n

As liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas formadas entre os \u00e1tomos de carbono e a espessura do grafeno tornam esse elemento recordista em algumas propriedades f\u00edsicas, como resist\u00eancia mec\u00e2nica, condutividades t\u00e9rmica e el\u00e9trica. Essas caracter\u00edsticas fazem do grafeno um dos mais promissores materiais, podendo ser utilizado nas mais variadas aplica\u00e7\u00f5es. <\/p>\n

O grafeno \u00e9 um al\u00f3tropo cristalino bidimensional do carbono e tem incr\u00edveis propriedades f\u00edsicas.<\/p>\n

O que torna o grafeno especial?<\/strong><\/h2>\n

O grafeno tem incr\u00edveis propriedades f\u00edsicas que o tornam um material com diversas aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas. Conhe\u00e7a algumas propriedades que tornam esse al\u00f3tropo t\u00e3o especial.<\/p>\n

Propriedades<\/strong> mec\u00e2nicas<\/strong><\/h3>\n

O grafeno \u00e9 o material mais resistente j\u00e1 conhecido, sendo capaz de suportar press\u00f5es de at\u00e9 130 gigapascal (130.109<\/sup> Pa). Tamanha resist\u00eancia decorre das fortes liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas formadas entre seus \u00e1tomos de carbono. Materiais largamente utilizados na constru\u00e7\u00e3o civil, como o a\u00e7o, suportam apenas um ter\u00e7o dessa press\u00e3o.<\/p>\n

Outra propriedade interessante do grafeno \u00e9 seu alto m\u00f3dulo de Young, indicando que, al\u00e9m de resistente, esse material \u00e9 bastante el\u00e1stico e, por isso, retorna ao seu tamanho original com relativa facilidade.<\/p>\n

As pequenas \u00e1reas<\/strong> de cada hex\u00e1gono de carbono s\u00e3o respons\u00e1veis pela alta impermeabilidade do grafeno, que pode ser usado como uma pequena rede capaz de segurar gases que vazam muito facilmente de seus recipientes, como o g\u00e1s hidrog\u00eanio. Al\u00e9m de extremamente resistente, o grafeno \u00e9 muito leve: sua densidade \u00e9 de 0,77 g\/ m\u00b2, cerca de mil vezes mais leve que uma folha de papel.<\/p>\n

Propriedades el\u00e9tricas<\/strong><\/h3>\n

Os el\u00e9trons conseguem propagar-se no grafeno quase livremente sem sofrerem desvios ou colis\u00f5es. Em virtude da estrutura hexagonal das liga\u00e7\u00f5es de carbono, os el\u00e9trons deslocam-se no interior dessas finas camadas em velocidades relativ\u00edsticas, pr\u00f3ximas \u00e0 velocidade da luz.<\/p>\n

Em temperatura ambiente, a resistividade el\u00e9trica do grafeno \u00e9 a mais baixa que conhecemos, cerca de 10-6<\/sup> \u03a9.m, menor que a resistividade da prata, o melhor condutor met\u00e1lico conhecido.<\/p>\n

Propriedades \u00f3pticas<\/strong><\/h3>\n

Apesar de ser uma camada de carbonos com altura de um \u00fanico \u00e1tomo, o grafeno \u00e9 vis\u00edvel a olho nu, j\u00e1 que permite a passagem de 97% a 98 % da luz incidente. Esse comportamento \u00f3ptico surge das propriedades relativ\u00edsticas dos el\u00e9trons no grafeno. Isso implica que, ao amontoarem-se diversas folhas de grafeno, \u00e9 poss\u00edvel produzir um corpo perfeitamente negro, capaz de absorver quase toda a radia\u00e7\u00e3o incidente sobre ele.<\/p>\n

Propriedades t\u00e9rmicas<\/strong><\/h3>\n

Em virtude das suas propriedades eletr\u00f4nicas, o grafeno \u00e9 um excelente condutor t\u00e9rmico. Esse material \u00e9 capaz de dissipar calor mais r\u00e1pido que qualquer outro conhecido. Al\u00e9m disso, alguns estudos sugerem que sua temperatura de fus\u00e3o seja de 4125 K, cerca de 3851\u00b0 C.<\/p>\n

Quem descobriu o grafeno?<\/strong><\/h2>\n

O grafeno est\u00e1vel e bidimensional foi descoberto acidentalmente em 2004 pelos f\u00edsicos russos Andr\u00e9 Geim e Konstantin Novoselov. Essa descoberta garantiu aos pesquisadores, em 2010, o pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica. A exist\u00eancia desse al\u00f3tropo do carbono, no entanto, j\u00e1 era conhecida desde 1930.<\/p>\n

Qual \u00e9 o pre\u00e7o do grafeno?<\/strong><\/h2>\n

O pre\u00e7o do grafeno ainda \u00e9 elevado em virtude de seus complexos meios de obten\u00e7\u00e3o. As t\u00e9cnicas mais atuais que permitem a produ\u00e7\u00e3o de camadas puras e finas desse material funcionam com a deposi\u00e7\u00e3o de vapor em substratos met\u00e1licos, como folhas de cobre.<\/p>\n

Atualmente, uma folha de grafeno de 5,08 cm por 2,54 cm, cerca de 12,9 cm\u00b2, pode custar at\u00e9 275 d\u00f3lares: uma m\u00e9dia de 21 d\u00f3lares por cent\u00edmetro quadrado.No entanto, <\/strong>fatores como impurezas e assimetrias podem reduzir drasticamente esse pre\u00e7o.<\/p>\n

Outra forma de obten\u00e7\u00e3o do grafeno \u00e9 a partir da grafite: com1 kg de grafite, que custa em torno de 1 d\u00f3lar, \u00e9 poss\u00edvel produzir at\u00e9 150 g de grafeno, cujo valor supera os 15 mil d\u00f3lares\u00b9.<\/p>\n

Onde encontramos o grafeno?<\/strong><\/h2>\n

Apesar de ser um al\u00f3tropo do carbono, como a grafite e o diamante, o grafeno n\u00e3o \u00e9 encontrado na natureza em sua configura\u00e7\u00e3o bidimensional, isto \u00e9, contendo apenas um \u00e1tomo de altura.<\/p>\n

Na forma bidimensional, o grafeno tem sua estabilidade qu\u00edmica drasticamente reduzida, apesar de adquirir propriedades f\u00edsicas e qu\u00edmicas que o tornam \u00f3timo condutor de calor e de corrente el\u00e9trica e o material mais resistente j\u00e1 conhecido. <\/strong>Dessa forma, na natureza, \u00e9 privilegiada a ocorr\u00eancia do grafeno de multicamada, que \u00e9 bem menos interessante para aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas.<\/p>\n

Qual \u00e9 a composi\u00e7\u00e3o do grafeno?<\/strong><\/h2>\n

O grafeno \u00e9 composto por \u00e1tomos de carbono<\/strong> ligados em estruturas cristalinas hexagonais <\/strong>por meio de liga\u00e7\u00f5es sp2. Essas liga\u00e7\u00f5es repetem-se ao longo de um plano bidimensional, com somente um \u00e1tomo de altura.<\/p>\n

O que se pode fazer com o grafeno?<\/strong><\/h2>\n

O grafeno \u00e9 um dos materiais mais promissores conhecidos. Suas aplica\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas s\u00e3o vastas e limitam-se \u00e0 capacidade de produ\u00e7\u00e3o desse material em grandes escalas. Dispositivos como telas de LED dobr\u00e1veis, c\u00e9lulas fotovoltaicas (pain\u00e9is solares), telas sens\u00edveis ao toque mais resistentes, transistores mais eficientes, supercapacitores, dissipadores de calor e superbaterias de celular s\u00e3o alguns exemplos de tecnologias poss\u00edveis por meio da aplica\u00e7\u00e3o do grafeno. Recentemente, um aluno da University State of California, mostrou que, submetendo-se um disco de grafeno a uma carga el\u00e9trica durante dois segundos, \u00e9 poss\u00edvel manter aceso um LED por at\u00e9 5 minutos.<\/p>\n

Grafeno no Brasil<\/strong><\/h2>\n

O Brasil encontra-se na corrida tecnol\u00f3gica em busca da obten\u00e7\u00e3o de m\u00e9todos mais baratos e eficientes para a produ\u00e7\u00e3o de grafeno. Segundo relat\u00f3rio produzido em 2012 pelo Departamento Nacional de Produ\u00e7\u00e3o Mineral (DNPM), em poucos anos, o mercado do grafeno dever\u00e1 ser um dos mais rent\u00e1veis do mundo, tendo potencial de atingir at\u00e9 1 trilh\u00e3o de d\u00f3lares<\/strong> em 10 anos. Al\u00e9m disso, o Brasil det\u00e9m as maiores reservas de grafeno do mundo<\/strong>.<\/p>\n

Cr\u00e9dito: Mundo Educa\u00e7\u00e3o- dispon\u00edvel na internet 20\/07\/2020<\/strong><\/p>\n