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Mais forte do que o aço e mais fino do que um fio de cabelo, o grafeno pode substituir o silício e provocar mais uma revolução tecnológica no planeta

Simulação de um celular que utiliza a tecnologia do grafen: flexível e ultra-fino
Reprodução/Twitter
Simulação de um celular que utiliza a tecnologia do grafen: flexível e ultra-fino

Um material superfino, flexível como plástico, excelente condutor elétrico, mais forte do que o aço e com dezenas de potencialidades ainda inexploradas. Estamos falando do grafeno , que é tido por especialistas e pesquisadores como o “material do futuro” .

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E, por incrível que pareça, ele é feito da mesma matéria que a ponta de um lápis: o grafeno é um cristal de carbonos derivado do grafite. Atualmente, centros de excelência tecnológica ao redor do globo vêm testando sua aplicação em novos aparelhos celulares ultrafinos e flexíveis, carros, aviões e redes de fibra ótica.

Cientistas já especulam, também, que o grafeno propiciará avanços na internet, aumentando a velocidade de acesso à rede mundial de computadores. Ele também pode vir a substituir o silício em chips de notebooks e celulares, transformando-se assim na força motriz de mais uma revolução tecnológica.

Abaixo, explicamos em detalhes do que se trata o grafeno, este material que promete mudar, de novo, a nossa relação com a tecnologia.

O que é grafeno?

O grafeno é, em síntese, uma camada superfina de grafite. Sua peculiaridade é que ele se trata do primeiro material 2D do mundo: como todos os materiais, possui largura e comprimento, mas sua espessura é de um único átomo.

Por isso, o grafeno é o material mais fino que se pode conceber: para se ter uma ideia, ele é um milhão de vezes mais fino do que um fio de cabelo humano.

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Embora aparentemente frágil, o grafeno é, contudo, 200 vezes mais forte que o aço. Extremamente denso, embora leve, o grafeno é também maleável. Por isso, cogita-se que ele possa vir a ser usado na telefonia celular, criando telas flexíveis e superfinas.

O grafeno é, também, transparente e impermeável – outra das vantagens frente a outros materiais usados na eletrônica que são sensíveis à água, por exemplo.

Por fim, o grafeno é um ótimo condutor de calor e eletricidade. Daí suas potencialidades em fibras óticas e na composição de motores e geradores de energia.

Do que é feito?

É um material derivado do grafite, uma forma comum do carbono. Uma lâmina de grafeno trata-se de uma treliça formada por átomos de carbono ligados de forma hexagonal, todos num único plano, como na imagem abaixo:





Em que países existe?

Atualmente, existem no mundo mais de 100 empresas buscando desenvolver as potencialidades do grafeno. 

A própria União Europeia, em 2013, criou um programa de fomento à pesquisa do material, o “Graphene Flagship”. Orçado em mais de € 1 bilhão, a iniciativa reuni cientistas de 23 países diferentes.

Entre estes países, a Inglaterra é tida como centro de excelência na pesquisa do derivado do carbono.

Andre K. Geim e Konstantin S. Novoselov, vencedores do Nobel de Física de 2010, sendo os primeiros a produzir grafeno em laboratório, lecionam na Universidade de Manchester, que é conhecida pela comunidade científica com o “lar do grafeno”.

Entre outras utilidades, os dois pesquisam o uso do material na filtragem de água, em tintas anticorrosivas e diversas aplicações medicinais.

Mas não só no velho continente cientistas voltam sua atenção para o novo material.

Em Israel, a empresa Graphene-Info já trabalha com a possibilidade de substituir toda a tecnologia a base de silício por grafeno: baterias, sensores, telas e monitores, apostam os cientistas, serão todos feitos do composto de carbono no futuro.

Outra inovação proposta pelo grupo israelense é o uso do grafeno em baterias de carros elétricos, que se recarregariam em um intervalo de poucos minutos. Os projetos já estão em andamento.

No Brasil as pesquisas sobre o material também estão em andamento.

A Universidade Presbiteriana Mackenzie, de São Paulo, criou em 2013, um centro de pesquisas em grafeno, o MackGraphe, com um orçamento inicial de US$ 20 milhões. O centro atua em parceria com o a Unidade de Materiais Avançados 2D da Universidade Nacional de Cingapura. 

Já existe aplicações de uso no dia a dia?

Por enquanto, o grafeno está restrito aos laboratórios e aos cientistas. Embora haja previsão de múltiplos usos, da medicina à tecnologia aeroespacial, tablets e automóveis, os altos custos de produção ainda não viabilizam a produção industrial do material.

A aposta, contudo, é que esse quadro se reverta, de modo que nos próximos anos o uso do material tende a se popularizar. Já se estima que o grafeno movimentará bilhões de dólares em um futuro não muito distante.

Um texto publicado no site da Universidade de Manchester, o “lar do grafeno”, já aposta inclusive em uma nova revolução tecnológica.

“O grafeno é uma tecnologia disruptiva”, diz o texto. “Algo que pode abrir novos mercados e, até, substituir tecnologias e materiais existentes”.

Quando estará disponível para o consumidor?

Foi assim com o plástico e o silício: em um primeiro momento, ficaram confinados aos laboratórios; em seguida, passaram a ser usados em tecnologia militar e aeroespacial; e, só então, com a descoberta de técnicas mais baratas de produção, chegaram ao consumidor comum. Esses processos levaram cerca de 20 anos, e deve ser assim também com o grafeno.

Assim, os cientistas estimam que o material tornará mesmo obsoletos os atuais circuitos de silício e os displays de celulares e notebooks, tão frágeis e, se comparados ao grafeno, pouco práticos. Mas isso ainda deve levar uma década ou mais.

Mas, quando acontecer, muita coisa vai mudar: os computadores devem ficar até 10 vezes mais velozes, e será possível, por exemplo, recarregar um celular em questão de poucos minutos.

Para tanto, os cientistas já estão pensando em formas de baratear os custos de produção do grafeno , e bilhões de dólares em pesquisas têm sido despendidos.

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