Grafeno: para que serve?

Antes considerado um material maravilhoso para o futuro, o grafeno está agora encontrando inúmeras aplicações comerciais nas mãos de empresas inovadoras. Fazemos uma excursão rápida pelos itens do dia-a-dia com um toque de Grafeno.

O grafeno foi originalmente identificado para uso como um transistor na computação, mas à medida que os pesquisadores catalogaram suas propriedades, ficou claro que ele poderia ser usado para muitas outras aplicações.

O grafeno é forte, leve, fino e flexível. É a substância mais fina capaz de conduzir eletricidade, é um condutor térmico eficiente e opticamente transparente.

Em uma forma funcionalizada (ou seja, quando grupos químicos compatíveis são adicionados à superfície do material para dispersar o grafeno), é usado com fibra de carbono e produtos compostos para fortalecer e reduzir o peso dos equipamentos esportivos. Em capacetes de proteção, os compostos aprimorados com grafeno aumentam a relação força / peso para melhorar a resistência ao impacto.

Nos Jogos Olímpicos de Inverno de 2018 em PyeongChang, Coreia do Sul, o medalhista de bronze britânico Dominic Parson usou um trenó de esqueleto X22 que usava Nanene, um pó de nanoplaquetas de grafeno produzido pela Versarien. Dispersar Nanene em resina remove a estrutura de carbono para tornar os produtos leves, diz Stephen Hodge, chefe de pesquisa da Versarien.

Adicionar grafeno aos compostos plásticos pode melhorar a resistência à tração e a rigidez da embalagem. “O grafeno não tornará o material indestrutível”, diz Hodge, “mas pode ser possível reduzir o tamanho da embalagem, mantendo as mesmas propriedades”. Isso tem vantagens óbvias para o transporte de mercadorias frágeis e também pode contribuir para a reciclagem. Hoje, a reciclagem de plásticos degrada a qualidade do plástico – ele pode ser reciclado em média três vezes; mas adicionar grafeno a plásticos reciclados pode melhorar sua resistência, de modo que pode ser reciclado muitas vezes mais.

O grafeno também pode ser usado na tinta de impressão para reprojetar pontos de contato e substituir telas em objetos familiares. A tinta de impressão em um substrato embutido no painel de um carro, por exemplo, conecta objetos ao mundo digital sem uma tela de computador, explica Chris Jones, gerente técnico da Novalia, parceira do Graphene Flagship da UE. “Nossa missão é fazer com que a tecnologia desapareça dos itens do dia a dia”, diz ele.

No Mobile World Congress deste ano em Barcelona, ​​a empresa apresentou um jogo de tabuleiro que tem sensores impressos no tabuleiro usando tinta grafeno. A tinta é fornecida pela Universidade de Cambridge e produzida por microfluidização. Esse processo utiliza uma mistura de água e grafite, que passa, sob alta pressão, por uma bomba intensificadora, que divide o grafite em grafeno.

“Por serem impressos, [os sensores de toque capacitivos] podem ser de qualquer tamanho ou formato e impressos em volume”, diz Jones. “Eles podem ser extremamente baratos em comparação com os designs e interruptores de sensores tradicionais, que podem falhar com o tempo; o plano impresso não pode falhar ”. Os botões impressos com tinta de grafeno estão localizados atrás de um gráfico no jogo de tabuleiro. Tocar no gráfico ativa uma instrução falada, como ‘Avançar três espaços’. Usar a tecnologia de toque capacitivo significa que a presença de um dedo é suficiente para ativar o sensor.

A próxima etapa é imprimir os sensores em uma folha de papel, que pode ser sobreposta no painel do veículo para uma operação conveniente, mas também para reduzir o peso no veículo. No momento, diz Jones, há tração limitada para sensores eletrônicos destacáveis ​​em veículos, pois é relativamente barato usar um iPad para controlar a navegação.

Uma tinta à base de grafeno também está produzindo resultados interessantes na redução do custo de fabricação de células solares de perovskita (PSCs). Pesquisadores do Instituto Italiano di Technologia da Universidade de Roma Tor Vergata e BeDimensional – todos parceiros da Graphene Flagship – desenvolveram uma tinta usando pontos quânticos de dissulfeto de molibdênio e grafeno para estabilizar PSCs. A tinta pode ser aplicada a praticamente qualquer superfície para produzir eletricidade, dizem as equipes de pesquisa, o que significa que células solares podem ser pintadas nos telhados dos edifícios.