O que é grafeno?

Grafeno é um termo para uma estrutura especial ou alótropo de átomos de carbono, onde eles se auto-montam em anéis de seis átomos de carbono de ligação dupla em folhas bidimensionais. Em escala atômica, o grafeno se assemelha à estrutura do fio de galinha ou de uma cerca de arame e é uma estrutura bidimensional repetitiva que, quando dobrada em cilindros, é conhecida como nanotubo de carbono ou, quando moldada em uma esfera , é geralmente chamado de buckyball ou fulereno. Uma das áreas mais comuns em que as folhas de grafeno existem naturalmente e são produzidas em pequenas quantidades é comumente rotulada erroneamente como lápis de chumbo, que retiram as folhas da estrutura de carbono do ponto do lápis quando são desgastadas contra o papel, deixando marcas familiares de lápis .

Tanto o material grafítico quanto a pesquisa em tecnologia de grafeno são considerados tão importantes no século XXI que conquistaram dois pesquisadores do Reino Unido na Universidade de Manchester, o Prêmio Nobel de Física em 2010. Andre Geim, físico holandês-russo, e Konstantin Novoselov , um físico russo-britânico, descobriu um método prático de produzir camadas atômicas únicas de grafeno. Os pedidos de camadas atômicas de grafeno abrangem todo o espectro, desde formas muito densas de armazenamento de dados em computadores até ultracapacitadores para armazenar energia elétrica e células solares flexíveis que poderiam substituir o silício para trabalhos difíceis. A forma bidimensional única das folhas de grafeno também as torna úteis na pesquisa de física de partículas em instalações de aceleradores nucleares, onde elas podem ter uma massa zero de repouso, permitindo que exibam características do Princípio da Incerteza de Heisenberg quando bombardeadas por fluxos de elétrons relativísticos.

As muitas aplicações comerciais potenciais para o grafeno levaram a um aumento constante de artigos publicados pela comunidade científica. A partir de 2011, mais de 25.000 trabalhos de pesquisa e patentes foram arquivados para aplicações de grafeno, com a média anual saltando de 157 em 2004 para mais de 2.500 artigos em 2010. A evolução dos dispositivos fotônicos e optoeletrônicos de grafeno é um dos campos mais promissores pesquisados. Isso ocorre porque o material pode melhorar a eficiência dos painéis de diodo emissor de luz (LED) usados ​​em tudo, desde telas de computador e televisão a sensores de luz. O grafeno tornaria essas telas flexíveis e mais duráveis, e substituiria a necessidade do uso de metais raros e às vezes tóxicos em sua fabricação, como platina e índio.

Uma das principais propriedades do grafeno que o tornaria útil como uma tela sensível ao toque flexível para caixas eletrônicos ou células solares é que ele pode ser transparente para a passagem da luz e um condutor elétrico eficiente ao mesmo tempo. Não foi até o Prêmio Nobel de Física ser concedido em 2010, no entanto, que uma maneira fácil de fabricar grandes quantidades de camadas atômicas únicas do material foi possível. Desde a publicação da metodologia de fabricação pelos pesquisadores da Universidade de Manchester, os cientistas sul-coreanos encontraram uma maneira de ampliar o processo para produzir folhas do material que pode ser usado em telas de computador e televisão de tamanho padrão.