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Como Grafeno vai mudar sua vida

06 de Maio, 2014

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Um material tão ou mais revolucionário do que o silício e o plástico, extremamente forte, leve, flexível, ótimo condutor de eletricidade e quase totalmente transparente. Esse é o cartão de visitas do grafeno, que deu o Prêmio Nobel de Física de 2010 para Andre Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester (Grã-Bretanha) – o dínamo de uma provável nova era industrial. Essa fina lâmina de carbono de um átomo de espessura não é exatamente uma novidade. Ela já havia sido notada em 1947, pelo físico canadense P. R. Wallace, no estudo das propriedades eletrônicas da grafite, o metal usado na fabricação de lápis, de onde o grafeno também é extraído. Mas obter uma amostra dela fosse então considerado impossível.

 

O grafeno só foi observado pela primeira vez em 1962, pelos químicos alemães Ulrich Hofmann e Hanns-Peter Boehm. Foi Boehm quem o batizou. Mas suas propriedades ficaram desconhecidas por décadas, até ele reaparecer em grande estilo em 2004, na Universidade de Manchester. Curiosamente, a cidade que se tornou símbolo da Revolução Industrial, no início do século 19.

 

 A estrutura atômica hexagonal das moléculas do grafeno proporciona máxima flexibilidade com extrema resistência.

 

Dois cientistas emigrados da Rússia – o holandês Geim, diretor do departamento de Física da universidade, e o russo-britânico Novoselov, pesquisador de pós-doutorado – começaram a pensar, em Manchester, na criação de uma substância bidimensional que servisse de opção ao silício usado em semicondutores. Decidiram fazer experiências com a grafite e buscaram obter a mais fina fatia possível desse metal para ver como funcionaria.

 

De modo inesperado, nos fragmentos presos em uma fita adesiva que os cientistas usavam para limpar a superfície de um bloco de grafite, surgiu o grafeno. Examinados em um microscópio atômico, esses resíduos foram testados e, já na primeira tentativa, funcionaram bem como transistores.

 

A partir daí, e durante meses, a equipe de Geim e Novoselov foi melhorando a condutividade do fragmento, tornando-o cada vez mais fino, até chegar à espessura de um átomo. Para surpresa dos cientistas, o material ultrafino não só mantinha uma estrutura de ligação hexagonal, semelhante à de uma cerca de galinheiro, como também apresentava um peculiar arranjo simétrico de elétrons que aumentava sua condutividade.

 

A descoberta dessas e de outras propriedades do grafeno, divulgadas por Geim e Novoselov ainda em 2004, rendeu-lhes seis anos depois o Nobel de Física, e deu início a uma corrida ao material em várias partes do mundo. Desde então, ele continua a surpreender os pesquisadores com um potencial aparentemente ilimitado de aproveitamentos – só em 2010, foram publicados cerca de 3 mil estudos a esse respeito. “O grafeno não tem apenas uma aplicação”, afirma Geim. “Não é nem mesmo um material: é uma enorme gama de materiais. Uma boa comparação seria a maneira como os plásticos são usados.”

 

As pesquisas se espalham por várias direções e suas possibilidades têm deixado muita gente eufórica – o governo britânico, por exemplo, vai investir 50 milhões de libras (cerca de R$ 144 milhões) nas pesquisas da equipe da Universidade de Manchester e na criação de um centro regional que leve conhecimentos para as indústrias. Mas vários pesquisadores ressalvam que a novidade deve ser vista com mais cautela.

 

Para Novoselov, por exemplo, é preciso tempo para o grafeno ser viabilizado industrialmente. O silício, lembra, só passou a ser usado em transistores seis ou sete anos após o seu surgimento, e os primeiros circuitos integrados só foram fabricados 10 ou 20 anos depois disso. Mas as perspectivas são entusiasmantes.

 

O pesquisador Phaedon Avouris, da IBM, diz que o grafeno ainda não substitui o silício, pois, embora seja um excelente condutor, não pode ser “desligado”, o que o tornaria inviável para certas utilizações. Todo o potencial tem de ser testado na prática: “O tipo de força que as pessoas citam pode nem mesmo se aplicar a amostras microscópicas”, ressalta o físico Yu-ming Lin, também da IBM.

 

No geral, a comunidade acadêmica está deslumbrada. Muitos apostam que o grafeno vai ser um protagonista de peso em nosso cotidiano nos próximos tempos. Segundo Novoselov, ele pode inclusive significar a porta para a criação de objetos que ainda pertencem ao reino da imaginação. “A verdadeira empolgação, atualmente, é a forma como podemos agora recobrir o grafeno com diferentes materiais bidimensionais, cada camada possuindo propriedades diferentes”, ressalta. Os limites para o grafeno ainda terão de ser descobertos.

 

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Fonte: Revista Planeta