Tecnologia - Grafeno

Carbono é um dos elementos, se não o elemento mais versátil que conhecemos. O que lhe dá esta versatilidade é o facto de que na camada externa das suas moléculas ter 4 electrões, isto permite-lhe fazer 4 ligações covalentes ao mesmo tempo. Toda a vida que conhecemos é à base de carbono, mas no planeta Terra o carbono só aparece no seu estado cristalino em duas formas:

Estrutura molecular do diamante: a cinzento

 estão os átomos de carbono, e a azul as ligações covalentes.

-Diamante, é uma rede tetraédrica de átomos de carbono, esta rede é muito resistente devido à sua estrutura que permite que cada átomo de carbono esteja a fazer quatro ligações covalentes com outros átomos de carbono. Nesta estrutura todos os electrões estão ocupados em ligações muito fortes e por isso não são facilmente excitados por radiação electromagnética (micro ondas, rádio, infravermelho, luz vizivel, ultravioleta, raio X e Gama), o que dá ao diamante uma cor transparente, e o tornam no num bom isolador eléctrico, pois não há electrões disponíveis para transportar electricidade. Inesperadamente é muito bom condutor térmico pois as vibrações de uma partícula transmitem-se com facilidade para outras, devido ás fortes ligações covalentes entre elas (calor não é nada mais que a vibração de partículas).

-Grafite, é uma pilha de camadas de grafeno, sendo o grafeno uma camada de carbono da espessura de um átomo em que cada átomo está ligado a outros três através de ligações covalentes. Estas ligações formam uma estrutura bidimensional de hexágonos. Como há presença de electrões livres, estes absorvem luz dando à grafite uma cor preta e tornando a num bom condutor de calor e electricidade. Como as camadas de grafeno não estão ligadas molecularmente entre si (estão presas umas às outras graças às  forças de Van der Waals, responsáveis pela a atracção de moléculas) a grafite é muito frágil.

Em 2004 na universidade de Manchester, Andre Geim e Konstatin Novoselov usaram fita-cola para remover camadas de um pedaço de grafite, e eventualmente obtiveram uma camada com um átomo de espessura, ou seja, descobriram grafeno.

Como o grafeno tem muitos electrões livres, ele conduz electricidade e calor muito bem, melhor que prata (o melhor metal condutor de calor e electricidade), é 200 mais forte que aço e é essencialmente transparente.

Grafeno

Existem muitos usos potencias para tal material maravilha como:

-Ecrãs tacteis, pois a sua alta condutividade permite a detecção de toques dos nossos dedos, para além disso é muito resistente e transparente.

-Filtração de água, pois grafeno permite a passagem de água mas não de muitas outras coisas.

-Dispositivos eléctricos e baterias, devido à sua uniformidade molecular e excelente condução eléctrica.

-Fins estruturais, devido à sua resistência.

Neste momento é difícil produzir grafeno, no entanto, também era difícil produzir silicone, mas com tempo e dinheiro chegamos lá. Talvez um dia estaremos rodeados de grafeno, mas até lá, esperarei...

Hugo