Grafeno – um material que pode mudar o mundo

Cientistas de todo o mundo esforçam-se para encontrar formas de produzir e utilizar um novo material que seja flexível, elástico, centenas de vezes mais forte que o aço e com a espessura de um átomo. Se forem bem sucedidos, o grafeno pode transformar o mundo de forma tão profunda quanto a introdução do plástico ou até mesmo a do ferro.

Grafeno: uma palavra para lembrar

Um novo material que existe há menos de uma década pode ter o mesmo potencial que o plástico teve quando foi inventado, ou pode ter o mesmo poder de transformação que o ferro, quando substituiu o bronze como metal usado para construir novas civilizações.

O grafeno foi descoberto em 2004 e os cientistas que o isolaram receberam o Prêmio Nobel de Física em 2010. O nanomaterial é a nova obsessão de cientistas, empreendedores e empresas de alta tecnologia ao redor do mundo, graças às suas propriedades surpreendentes.

O que é o grafeno?

Em linhas gerais, é uma camada de carbono com a espessura de apenas um átomo. A estimativa é de que uma pilha de 3 milhões de folhas de grafeno mediria cerca de 1 milímetro de espessura. Ele é elástico e flexível, mas extremamente duro e centenas de vezes mais forte que o aço. É um excelente condutor de eletricidade, e seu ponto de fusão é superior a 3.000 graus Celsius.

Indústrias de manufatura trabalham atualmente com alguns materiais altamente sofisticados, como ligas de titânio, materiais de cristal único e fibras de carbono. Tais materiais são continuamente pesquisados por sua maior resistência ao calor, flexibilidade e outras características. Se o grafeno cumprir o que promete, a busca por essas propriedades deverá avançar significativamente. Ele poderia abrir caminho para construções mais leves, finas e fortes e poderia ser usado em qualquer coisa, desde aviões superleves a usinas de dessalinização e computadores hiper rápidos.

Grafeno no mercado

Até o momento, o material ainda é extremamente caro para produzir em quantidades que não sejam para pesquisas, e não há produtos comerciais no mercado. Mas empresas e países de todo o mundo estão investindo centenas de milhões de dólares em pesquisas. A Comissão Europeia fez do grafeno um projeto especial e concedeu mais de 1 bilhão de dólares para ajudar a financiar uma década de pesquisas e desenvolvimento pelos principais institutos de pesquisa e grandes empresas em 17 países da Europa. (http://www.graphene-flagship.eu)

Processo demorado

Incorporar novos materiais à produção em massa pode levar décadas. A invenção da fibra de carbono, por exemplo, durou meio século. A Rolls-Royce usou fibras de carbono em lâminas de compressores de motores de aeronaves na década de 1960, mas as lâminas se mostraram vulneráveis a danos causados por impacto de aves, e os planos da empresa foram interrompidos.

Os primeiros produtos comerciais viáveis de grafeno deverão ser apresentados em 2015. Eles podem ser dispositivos eletrônicos da IBM, Nokia ou Samsung, que estão entre as empresas que competem por essa inovação no mercado. Se eles forem bem-sucedidos, servirão de exemplo para uma implementação excepcionalmente rápida de uma importante descoberta no mercado.

Materiais resistentes:

Ligas de titânio são uma mistura de titânio e outros elementos químicos. Elas são fortes, leves e resistentes à corrosão e às altas temperaturas. A produção delas é cara, o que limita sua utilização. São encontradas em aparelhos de aviões, carros esportivos e aplicações militares, e também são usadas para implantes odontológicos e ortopédicos.

Materiais de cristal único têm estrutura cristalina contínua e inquebrável, sem limites de grão. A ausência de defeitos lhes confere propriedades únicas. Eles são usados na produção de semicondutores e em miras a laser de materiais de alta resistência com baixa deformação térmica, como pás de turbinas.

Superligas resistentes ao calor (HRSA), são geralmente baseadas em níquel, cobalto ou níquel-ferro. Elas são fortes e resistentes à deformação, têm boa estabilidade superficial e são resistentes à corrosão e à oxidação.Também são materiais muito exigentes para usinar e são utilizadas em várias partes de motores de aviões, incluindo o compressor, o sistema de combustão e a turbina.

Grafeno é o mais fino, forte e resistente ao calor de todos os materiais mencionados aqui, mas ainda está na fase de laboratório. É uma forma de carbono feita de folhas planas que têm espessura de um átomo.Os átomos são organizados em uma estrutura em forma de favo de mel. Indústrias de todos os tipos esperam que este material melhore radicalmente o desempenho de seus produtos.