Mais forte do que o aço, mais fino do que um átomo e quase invisível: o material que vai mudar tudo

O desenvolvimento e o progresso científico e tecnológico conduziram a uma evolução significativa dos materiais nos últimos anos. A partir dos anos 60 do século passado, foi possível identificar e analisar vários compostos de grafite, descobrindo que tinham propriedades supercondutoras.

Na década de 1970, foram desenvolvidos os poliacetilenos, que são cadeias de átomos com algumas ligações de hidrogénio saturadas. Em 1985, foi observada pela primeira vez uma nova configuração do carbono.

Foi encontrada sob a forma de moléculas, compostas por 60 átomos e distribuídas de tal forma que se assemelhavam a uma bola de futebol. Foi em 1991 que se observou uma nova forma de carbono: os nanotubos, folhas finas que podem ser enroladas em películas finas e têm propriedades semicondutoras.

Esta base estrutural corresponde ao que hoje conhecemos como grafeno, que consiste numa folha de carbono com apenas um átomo de espessura. Os seus átomos estão ligados numa rede hexagonal, semelhante à estrutura de um favo de mel. Isto é o grafeno.

Conhecido também como “material maravilha”

O grafeno é um nanomaterial, ou seja, pode ser obtido a partir de diferentes compostos ou elementos químicos. Neste caso, trata-se de carbono puro que apresenta propriedades físicas diferentes, mas com a mesma natureza química. Outros exemplos são o diamante.

Este material é o pioneiro de outras formas de carbono. Por exemplo, se as camadas de átomos de carbono forem enroladas umas nas outras para criar uma estrutura em forma de bola, obtêm-se os fulerenos; se forem enroladas de forma cilíndrica, produzem-se os nanotubos; e se forem sobrepostas mais de 10 camadas tridimensionais, obtém-se a grafite.

Trata-se de um material ultra-leve. Para se ter uma ideia mais realista em física, se espalharmos um único grama de grafeno, será suficiente para cobrir um campo de futebol. Além disso, trata-se de um material 100 000 vezes mais fino do que um cabelo humano.

Tão duro como o diamante e extremamente flexível

Este material tem várias características: é tão espesso como um átomo, tão duro como o diamante e extremamente flexível. É possível pegar numa folha de grafeno e deformá-la sem que se parta.

Tem também a capacidade de suportar fortes correntes elétricas sem aquecer, o que o torna um condutor térmico muito melhor do que elementos puros como a prata. É maleável, elástico e flexível: uma folha de grafeno pode ser reversivelmente esticada em 10% do seu tamanho normal.

Propriedades múltiplas

É até 200 vezes mais forte do que o aço e 5 vezes mais leve do que o alumínio. Dependendo do material do grafeno, pode ser um excelente condutor de eletricidade ou um isolante. Pode ser fundido para criar diferentes materiais de grafeno para diferentes aplicações.

É altamente resistente à corrosão e aos raios ultravioleta. É altamente impermeável, inclusive ao hélio e ao hidrogénio. É antimicrobiano, podendo ser utilizado em tratamentos de saúde, como a odontologia. Devido às suas características e aplicabilidade, pode revolucionar as atividades e a vida em geral.

Praticamente transparente e um excelente condutor elétrico

Pode dobrar-se até 20% do seu tamanho original sem sofrer qualquer dano; pode enrolar-se sobre si mesmo, criando os chamados nanotubos, ou transformar-se em qualquer outra figura. As superfícies onde este material é aplicado têm menos probabilidades de se partir; por isso, é mais durável.

O grafeno puro é praticamente transparente, semelhante ao vidro. Absorve mais luz à medida que aumenta o número de folhas de grafeno sobrepostas. Tem a capacidade de ser um melhor condutor térmico e é também um excelente transmissor de eletricidade.

Capaz de multiplicar frequências

É um material com muitas aplicações potenciais. Se for doseado com um sinal elétrico de uma determinada frequência, pode gerar outra onda de intensidade dupla ou tripla. Desta forma, pode trabalhar com ciclos de relógio muito mais elevados do que atualmente.

Os especialistas dizem que é um dos potenciais sucessores do silício. É também um material muito denso: resiste até à penetração de moléculas de gás hélio. Estranhamente, permite a passagem da água: encerrada num recipiente de grafeno, evapora-se ao mesmo ritmo que num recipiente aberto.

Referência da notícia

A. Raya Montaño. Grafeno, el Material Maravilla. Saber Más, Revista de Divulgación Científica. Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo.