Já ouviu falar em Grafeno?

Para entendermos o que é o grafeno precisamos saber primeiro o que é o grafite (sim, aquele material presente nos lápis). O grafite é um cristal formado somente por átomos de carbono ordenados em planos (como folhas) com simetria hexagonal que, por sua vez, são empilhados uns sobre os outros. Dessa forma, o grafeno nada mais é do que uma dessas folhas isoladas, ou seja, um plano de átomos de carbono. “Os átomos de carbono do grafite arranjam-se em hexágonos regulares como os favos de uma colméia e formam camadas com a espessura de um átomo, as folhas de grafeno, que se sobrepõem umas às outras. Os elétrons livres desse material movem-se como partículas sem massa, de modo semelhante às partículas de luz (os fótons). Isso define as propriedades eletrônicas extraordinárias do grafeno e grafite” explicou o professor do Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp, Yakov Kopelevich, no seminário intitulado “Lápis e o Prêmio Nobel em Física de 2010”, no dia 25 de novembro de 2010.

Uma propriedade importante e bastante conhecida do grafite é que a força de ligação entre cada um de seus planos é fraca. Dessa maneira, é possível desgrudar um plano do outro facilmente. Essa foi a propriedade que permitiu a primeira síntese de grafeno. O material resultante é o mais fino possível, com um átomo de espessura.

Tecnologicamente, o grafeno promete diversas revoluções em diversos ramos da indústria e tecnologia, sendo um material mais do que ideal para alta-velocidade eletrônica, fotônica, nanotecnologia, entre tantos outros. Uma aplicação direta é o desenvolvimento de novos materiais, compostos mais leves e mais duráveis. Além disso, por ser praticamente transparente, ele permitiria a construção de dispositivos tipo touch-screen transparentes. Ainda, demonstrações atuais de transistores de alta velocidade mostram que o grafeno é um candidato em potencial para a eletrônica do futuro.

Já imaginou smartphones e outros gadgets transparentes, como os da figura acima? Pois bem, esta novidade está cada vez mais próxima, graças à descoberta de um novo material, o Grafeno.

Em todo o ano de 2010 foram publicados mais de três mil trabalhos a respeito deste material e suas propriedades. Sua importância foi consolidada no dia 10 de dezembro, através da premiação dos cientistas Andrei Geim e Konstantin Novoselov, da Universidade de Manchester, no Reino Unido, por suas pesquisas realizadas sobre o grafeno, cuja pesquisa mais impactante (com mais de 2 mil citações e publicada na revista Nature (438, 197-200) em 2005), descreve as propriedades semicondutoras do material.

Todos os materiais usados atualmente em dispositivos eletrônicos são agrupamentos tridimensionais de átomos (sejam eles com ou sem estrutura cristalina). Mesmo os objetos mais finos, como os filmes de óxidos em transistores ou filmes metálicos em discos rígidos, apresentam algumas dezenas de nanômetros de espessura, o que equivale a algumas centenas de planos de átomos. Entretanto, em 2005 foi produzida a estrutura de carbono, o grafeno, que foi incialmente prevista em 1962, e tem como principal atrativo o fato de ser bidimensional, ou seja, sua espessura é de apenas um plano – uma estrutura bastante tratável e cujas perspectivas tecnológicas o destacam como um forte candidato à eletrônica moderna.