O grafeno é uma das formas cristalinas do carbono,
assim como o diamante, a grafite, os nanotubos de carbono efulerenos.
O grafeno de alta qualidade é muito forte, leve, quase transparente, um
excelente condutor de calor eeletricidade. É o material mais
forte já demonstrado, consistindo em uma folha plana de átomos de
carbono densamente compactados
em uma grade de duas dimensões. É um ingrediente para materiais de grafite
de outras dimensões, como fulerenos 0D, nanotubos 1D
ou grafite 3D.
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O termo grafeno foi proposto como uma
combinação de grafite e o sufixo -eno por Hanns-Peter Boehm. Foi
ele quem descreveu as folhas de carbono em 1962.
Na época em que foi isolado, muitos
pesquisadores que estudavam nanotubos de carbono já estavam bem
familiarizados com a composição, a estrutura e as propriedades do grafeno, que
haviam sido calculadas décadas antes. A combinação de familiaridade,
propriedades extraordinárias e surpreendente facilidade de isolamento permitiu
uma explosão nas pesquisas sobre o grafeno. O Prêmio Nobel de Física de 2010 foi
atribuído a Andre Geim e Konstantin Novoselov da Universidade de Manchester por
experiências inovadoras em relação ao grafeno.
O grafeno é
uma folha plana de átomos de carbono em ligação sp2 densamene compactados e com
espessura de apenas um átomo, reunidos em uma estrutura cristalinahexagonal. O nome vem de grafite + -eno; o grafite em si consiste de
múltiplas folhas arranjadas uma sobre a outra.
O grafeno foi oficialmente
definido na literatura química em 1994 pela IUPAC como:
Uma única camada da estrutura
grafítica pode ser considerada como o último membro da série de naftalenos, antracenos, coronenos, etc., e o termo grafeno deve, portanto, ser
utilizado para designar a camada individual de carbono em compostos de
intercalação de grafite. O uso do termo "camada de grafeno" é também
considerada para a terminologia geral dos carbonos.
Recentemente, empresas de semicondutores estiveram
realizando testes a fim de substituir o silício pelo
grafeno devido à sua altíssima eficiência em comparação ao silício.
Em teoria, um processador,
ou até mesmo um circuito integrado, poderia chegar a mais de
500 GHz.
O silício, por sua vez, trabalha abaixo de 5 GHz. O uso de grafeno
proporcionaria equipamentos cada vez mais compactos, rápidos e eficientes, mas
o grafeno é tão bom condutor que ainda não se sabe como fazer com que pare de
conduzir, formando assim o sistema
binário.
Os trabalhos revolucionários
sobre o grafeno valeram o Nobel da Física de 2010 ao cientista russo-britânico Konstantin Novoselov e ao cientista neerlandês nascido
na RússiaAndre Geim,
ambos da Universidade de Manchester.
Uma das aplicações mais
recentes do grafeno foi a criação em laboratório de supercapacitores,
que podem ser utilizados em baterias e carregam mil vezes mais rápido
que as baterias de hoje em dia.
O óxido de
grafeno também pode extrair substâncias radioativas das
soluções de água.
A descoberta do fenômeno deve possibilitar a purificação da água (incluindo as águas subterrâneas) contaminada por radiação,
tal como ocorreu na área afetada pelo acidente nuclear de Fukushima.
Um grupo de pesquisadores
revelou um método de produção extremamente eficiente e barato. Aplicando a radiação laser de um gravador de
DVD Lightscribe sob um filme deóxido de grafite produziu
uma camada finíssima de grafeno, de alta qualidade e muito resistente,
excelente para funcionar como capacitor ou
semicondutor.
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