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13 de julho de 2013 • 11h00

Grafeno: de telas a combustível, veja aplicações do material do futuro

Com um financiamento sem precedentes, vão se desenvolver múltiplas aplicações para o grafeno, que se acredita chegará a ser tão importante como o aço ou o plástico para nossa civilização

Dois pesquisadores da Samsung Electronics Co., o maior fabricante mundial de chips de memória para dispositivos de informática, apresentam a estrutura de um novo transístor fabricado com grafeno
Foto: EFE
 

Conhecido como o "material do futuro", o grafeno não deixa de assombrar a comunidade científica e tecnológica por causa de suas incríveis propriedades e infinidade de aplicações potenciais. 

Acrescentado a outros compostos, como matéria-prima principal ou como componente de novos processos de laboratório e produção, o grafeno possibilitará, entre muitas outras coisas: fabricar filtros que separarão o sal da água duas ou três vezes mais rápido que as dessalinizadoras atuais, assim como obter combustíveis que permitirão que os aviões alcancem maiores velocidades, otimizando o funcionamento do motor e reduzindo o consumo e a poluição ao meio ambiente. Além disso, o grafeno é 100 vezes mais eficaz como condutor elétrico que o silício e mais forte que o diamante.

O material é um alótropo do carbono, ou seja, uma das formas divergentes que procede desse elemento químico, como o carvão e o diamante. Curiosamente sua descoberta vem da década de 30, mas se prestou pouca atenção nele, dado que se pensava que era um material instável termodinamicamente.

Só depois das descobertas dos cientistas Konstantin Novoselov e Andre Geim, que conseguiram isolar o material à temperatura ambiente, ganhou a importância que tem agora. Em 2010, os pesquisadores de nacionalidade russa receberam o Prêmio Nobel de Física por seus trabalhos com o grafeno.

Funcionário da Graphenea faz teste em laboratório com grafeno
Foto: EFE

Qualidades variadas e assombrosas
Cientistas de todo o mundo, que estão há anos trabalhando com o grafeno, acreditam que suas aplicações - em campos tão diversos como a eletrônica, a telefonia celular, a aeronáutica e os processadores de hidrocarbonetos - logo surgirão.

"O grafeno já é utilizado para fabricar eletrodos de baterias, telas táteis, células fotovoltaicas, dispositivos de eletrônica digital e analógica de alta frequência, e compostos avançados para a indústria aeronáutica ou para a alta competição de vela", afirmou Jesús de la Fuente, CEO da Graphenea, uma das principais produtoras mundiais de grafeno laminado.

Tal é a importância dada a este tipo de carbono, que a Comissão Europeia destinará US$ 1,3 bilhão para apoiar nos próximos dez anos projetos europeus pioneiros para pesquisar as aplicações do grafeno.

Imagem mostra grafeno laminado de alta pureza
Foto: EFE

A iniciativa Grafeno, dirigida pelo professor Jari Kinaret da Universidade de Chalmers (Suécia) e na qual participam mais de cem grupos e 136 pesquisadores principais, incluindo quatro ganhadores do Prêmio Nobel, averiguará e explorará as propriedades únicas deste material, que se acredita que chegará a ser tão ou mais importante que o aço e o plástico.

A lista de aplicações tecnológicas do grafeno, que segundo seus próprios descobridores são "tantas que não podem ser enumeradas", aumentam sem cessar, mês a mês.

Por exemplo, a Samsung desenvolve antenas micrométricas deste material com capacidade de transmitir informação a grande velocidade em distâncias muito curtas, e o projeto europeu Insidde pesquisa um novo tipo de escâner com emissores e receptores de grafeno.

Segundo um estudo das universidades britânicas de Manchester e Cambridge, podem ser utilizados dispositivos de grafeno como fotodetectores em comunicações ópticas de alta velocidade.

Para Frank Koppens, um dos líderes da iniciativa europeia Grafeno, este material será aplicado no diagnóstico por imagem, injetando-se uma substância que se acople às células cancerígenas e que emita luz, e utilizando um dispositivo sensível a esta luz que permitirá ver a forma de um tumor com muito detalhe.

Em entrevista, o CEO da Graphenea explica as aplicações práticas do grafeno.

EFE: Você poderia dar alguns exemplos de como o grafeno vai mudar o mundo e nossa vida cotidiana?
Jesús de la Fuente:
O grafeno abriu uma nova categoria de materiais bidimensionais. Tenho certeza que terá um papel relevante no futuro, mas é possível que suas melhores aplicações ainda não tenham sido descobertas. O grafeno de mais alta qualidade está disponível desde 2010-2011 nos laboratórios de pesquisa, por isso que não se teve muito tempo para se aprofundar na pesquisa do material. No entanto já foram publicados alguns protótipos muito interessantes, e o melhor ainda está para chegar. Das aplicações atuais nas quais se está trabalhando provavelmente a eletrônica flexível possa representar uma pequena revolução e contribuir para vantagens no dia a dia.

EFE: Quando serão produzidas as primeiras aplicações práticas deste material, além da pesquisa experimental?
De la Fuente: As primeiras aplicações de nicho (segmentos de mercado) são esperadas em 2016-2017 e a partir de 2020 suas vantagens serão um pouco mais generalizadas. O tempo que a indústria precisa para incorporar um novo material é calculado em 15 a 20 anos e, em alguns casos, até 50. Alguns de nossos clientes como Nokia e Philips já têm protótipos de alto rendimento em baterias flexíveis e eletrodos transparentes, e agora começamos o trabalho de engenharia de desenvolvimento e de escala industrial para levar esses protótipos à linha de produção.

EFE: Em que dispositivos, sistemas ou atividades o grafeno estará envolvido?
De la Fuente: 
É possível que possamos desfrutar de baterias de alta densidade energética, tablets flexíveis, células solares de alta eficiência, escâneres médicos melhorados com eletrônica de Thz, comunicações de altíssima velocidade e displays e iluminação LED orgânica graças, em parte, ao grafeno. Suas aplicações aumentam dia a dia.

EFE: Notaremos o produto então em nossa qualidade de vida?
De la Fuente: 
É preciso levar em conta que este material é um componente fundamental de todos os dispositivos que lhe mencionei, mas não o único. Serão as multinacionais líderes nestes setores que vão decidir quando e como introduzir estas inovações no mercado. O impacto na qualidade de vida, no meio ambiente e na energia é incalculável. Precisaremos de décadas para avaliar o sucesso desta tecnologia. Está em nossas mãos torná-la realidade.

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