Com a produção em escala industrial,o grafeno possibilitaria a produção de telas mais resistentes para celulares, janelas sensíveis a luz e calor , pois o grafeno pode controlar a passagem de luz e calor , também em eletrodo de filtros de polarização, como em células fotovoltaicas, têxteis de alta tecnologia e na medicina.
A Fabricação do Grafeno
Um dos grandes problemas do grafeno era afiliar o material bidimensional obtido durante as pesquisas, em laboratório, com a reprodução em escala industrial.
Contudo, algumas "receitas" conseguiram obter o grafeno e podem levar a uma aplicação industrial em breve.
Do Metano ao Grafeno
Os OLEDs de grafeno podem ser integrados a telas sensíveis ao toque, integrado a uma tela polimérica, tornando possível a queda de um celular, por exemplo, sem que sua tela quebre. Estima-se que entre dois e três anos os primeiros produtos estarão no mercado.
O eletrodo de grafeno é obtido sob vácuo, em uma câmara de aço. Uma película de cobre é aquecida à mais ou menos 800°C, então uma mistura de metano e hidrogênio é adicionada, iniciando uma reação.
O metano é facilmente dissolvido na película de cobre, que por sua vez, libera os átomos de carbono, que se espalham sobre a superfície da película, em poucos minutos o grafeno é obtido. Após resfriamento, o polímero transportador é adicionado e o substrato de cobre é removido por ataque químico.
Ainda falta acertar alguns detalhes,como: impurezas e defeitos que ocorrem durante a transferência do grafeno para o suporte.
Do Grafite ao Grafeno
A forma mais usada para se obter grafeno é pela esfoliação do grafite, contudo, para se obter as folhas de grafeno, é necessário utilizar uma quantidade significativa de agentes químicos, que podem desencadear reações secundárias, como a oxidação do grafeno formando o óxido de grafeno (material fraco e não condutor, além do oxigênio distorcer a estrutura atômica do grafeno e outras propriedades).
A solução veio da Universidade Rutgers, EUA, com a equipe liderada por Damien Voiry.
Voiry colocou o óxido de grafeno,por um segundo, em um forno microondas doméstico e para sua surpresa todo o oxigênio foi virtualmente eliminado, desta forma obteve-se um grafeno com propriedades muito próximas daquelas vistas no grafeno puro.
Testes com Grafeno
Asa de Avião Revestida com Grafeno
A Universidade de Lancashire Central, Inglaterra, tem uma equipe de pesquisadores, cuja a proposta é utilizar o grafeno como aditivo em termoplásticos e polímeros termoendurecidos, afim de melhorar as propriedades mecânicas do material de base, além de reduzir o peso das peças.
No caso dessa pequena aeronave,o grafeno foi usado para compor o revestimento da asa, que internamente é feito de fibra de carbono. Um dos resultados mais expressivos, foi o aumento em 60% da resistência ao impacto, comparado a asa de fibra de carbono convencional.
Ainda é necessário acertar alguns parâmetros para otimização total, como corrigir a mistura do grafeno aos polímeros, para assim obter peças com desempenho multifuncional.
Par Perfeito: Nanotubos de Carbono e Grafeno
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| Nanochaminés |
Na Universidade Rice, EUA, Ziang Zhang descobriu que ao forçar a formação de um cone entre o grafeno e os nanotubos de carbono há a eliminação de uma barreira que impedia o transporte dos fônons (ondas que também transmitem o som), e dessa forma agora é possível que todo o calor escape de circuitos integrados e processadores.
Tanto os nanotubos de carbono quanto o grafeno se destacam pela transferência rápida, tanto de elétrons, quanto de fônons. Contudo, quando o nanotubo cresce a partir do grafeno, os átomos de carbono se adaptam a curvatura e, ao invés de formarem anéis com seis átomos, formam anéis com sete átomos, que por sua vez, dispersam os fônons e impedem a fuga do calor pelos nanotubos.
Zhang, junto com sua equipe, descobriu que ao remover alguns átomos de carbono do grafeno, usado como base, força a formação de um cone entre o grafeno e o nanotubo, criando assim as nanochaminés, que permitem que o calor suba pela chaminé.
A grande dificuldade é obter essa nanoestrutura tão precisas quanto a prevista pela teoria. Pelos cálculos da equipe, as nanochaminés chegam até a 40 Ângstrons (0,4 nm).
Referencias
Grafeno aproxima-se da produção industrial
Receita de grafeno para micro-ondas: Cozinhe por 1 segundo
Primeiro teste de um avião com asa de grafeno
Nanochaminés de carbono tiram calor de processadores