Graphene: O material que vai mudar o futuro

3 anos ago
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Graphene: O material que vai mudar o futuro

Todos nós vimos incontáveis ​​representações de ficção científica do nosso futuro. Hoverboards, eletrônica lustrosa, auto-amarrar sapatos (sim, Back to the II futuro, eu estou olhando para você) … todos eles parecem previsões impossíveis, mas há sempre algo a seguir, certo?

Embora essas coisas possam parecer um pouco exageradas, há um salvador que pode nos tirar de nossa miséria estática e nos impulsionar para o futuro. 

Existe um material perfeito que pode tornar todos os nossos sonhos realidade. É o material mais fino e leve do mundo, mas é aproximadamente 300 vezes mais forte do que o aço. Conduz a eletricidade mais rapidamente do que o cobre e conduz o calor melhor do que um diamante. É dobrável, esticável, transparente e impermeável. Evita a corrosão e oxidação. É até biodegradável. Finalmente, e talvez o mais importante, é derivado de um dos itens domésticos mais comumente encontrados.

O nome do nosso herói é Graphene.

GRAPHENE 101.

Nós temos consciência da existência do grafeno desde 1859. Afinal, o grafeno não é nada além de uma única folha de átomos de carbono. Camadas e camadas dessas folhas de grafeno se acumulam para criar grafite. Sim, a mesma coisa usada no lápis chumbo.
Crédito: nobeastofierce / Shutterstock
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No entanto, a grafite é frágil, comum e, geralmente, pouco impressionante. Nesse caso, o que torna o grafeno tão especial?
O poder do grafeno é que ele é o  primeiro material bidimensional conhecido pela humanidade. Apenas para ser claro, quero dizer bidimensional da perspectiva de um elétron, não a nossa. Para nós, o grafeno é tridimensional, pois tem uma espessura de um átomo. No entanto, para um elétron passando por ele, o grafeno é uma estrada bidimensional. Ao contrário da grafite 3D, onde os elétrons podem se mover de qualquer maneira que eles querem; No grafeno bidimensional, seus movimentos são restritos a apenas uma direção.
Quase 150 anos foram gastos tentando isolar o grafeno da grafite. Isso consistiu de 150 anos de experimentos de laboratório extenuantes e absolutamente nenhum resultado para mostrar para o esforço. Isto levou à ideia de que os materiais bidimensionais devem ser instáveis ​​à temperatura ambiente. O mundo científico parecia ter abandonado o grafeno.
Então, ao longo vieram dois cientistas com os nomes de Andre Geim e Konstantin Novoselov. Eles criaram grafeno usando (e eu sou muito sério quando eu digo isso) …  fita adesiva . Sim, você entendeu. 150 anos de pesquisa científica e ninguém tentou usar fita adesiva para separar o grafeno. Embaraçoso? Bastante.
Escusado será dizer que a dupla ganhou um Prêmio Nobel por essa experiência * * *
Agora, por que posso afirmar com tanta confiança que o grafeno será o prenúncio da mudança? Bem, deixe-me dar-lhe alguns potenciais utilizações para o grafeno.

ENERGIA.

Uma coisa que parece restringir toda a tecnologia é baterias. As baterias são essencialmente o partido poopers do reino tecnológico. Eles drenam, eles morrem, eles explodem, e eles são impossíveis de reciclar. No entanto, chegou a hora de dizer adeus a essas pilhas pesadas, porque o grafeno está aqui!
Como mencionado anteriormente, o grafeno é uma folha plana de átomos onde os elétrons podem zumbir rapidamente. Devido à sua matriz hexagonal imaculada, o grafeno não oferece quase nenhuma resistência, tornando-o o melhor condutor eléctrico que já descobrimos. Na verdade, supercapacitores de grafeno levaria cerca de 5 segundos para carregar seus telefones  !
Sem cobrança
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O grafeno também revolucionaria a energia solar! Este notável material pode ser usado para criar células solares mais fortes e melhores que são mais fáceis e mais baratos de produzir do que os de silício que usamos hoje.
Falando de substituição de silício, grafeno também pode ser usado para fazer microchips. Estes microprocessadores de grafeno funcionariam a frequências 10 vezes superiores às do silício . E adivinha? Aqueles problema de aquecimento irritante seus computadores sempre parecem experimentar? O grafeno eliminaria completamente a questão.
Outra nova maneira de usar o grafeno é deliberadamente perder um único átomo. Por que alguém faria um buraco na perfeição bidimensional do grafeno? Para usá-lo como uma peneira, obviamente! Removendo um único átomo, você deixa espaço para que um único protão passe através da membrana de grafeno. Agora, qual elemento tem apenas um único próton? Hidrogênio, é claro! O mesmo hidrogênio que agora pode ser facilmente usado para fazer pilhas de combustível de hidrogênio.Este é um sonho tornado realidade para os entusiastas das energias renováveis.

ÁGUA PURIFICANTE.

O grafeno também é hidrofóbico! Seria aderir a outros materiais, mas deixar a água passar sem qualquer problema quando micro-poros são feitas nele. Esta propriedade do grafeno poderia ser usada para purificar água contaminada e também poderia ser útil em fracking hidráulico . O óxido de grafeno foi até mesmo conhecido por separar o material radioativo da água . Perigosas e arriscadas tarefas como a  limpeza de  derramamentos de óleo poderia ser concluída muito mais facilmente com a nanotecnologia de grafeno.
A água potável está ficando cada vez mais escassa. Uma possível solução foi a desalinização da água do mar. O grafeno aceleraria este processo para ser 2-3 vezes mais rápido do que as tecnologias comerciais de dessalinização em uso hoje. Diga adeus à escassez de água para sempre!
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Não há mais escassez de água!

CONSTRUÇÃO.

Duas palavras. Grafeno. Pintura. Sim, senhoras e senhores, o grafeno também pode ser usado como tinta! Não só vai manter sua casa livre de corrosão e à prova d’água, mas porque devido à sua photosensitivity, ele pode até mesmo poder a mesma casa usando energia solar! Devido ao imenso potencial do grafeno como condutor, toda a casa pode ser usada como uma interface! TV no seu teto? Jogos no chão? Mudanças de cores? As possibilidades são infinitas.

AUTOMÓVEIS.

Automóveis também nunca seria o mesmo com a nanotecnologia de grafeno. Sendo o material mais forte e flexível na Terra, todos os automóveis poderiam ser feitos de grafeno. Imagine como a luz que esses carros e jatos serão! Podiam funcionar na energia solar que a superfície do carro produz, ou poderiam ser recarregados com super capacitores do grafeno. Imagine carros elétricos que poderiam ser carregados em qualquer lugar em questão de segundos! Todo o processo seria completamente eco-amigáveis também!

REMÉDIO

O grafeno também pode ser utilizado na construção de biossensores incríveis que podem detectar doenças genéticas como a doença de Parkinson. Devido à magreza do produto, eo fato de que ele é essencialmente apenas carbono, grafeno também poderia ser usado para engenharia de tecidos . Isso mudaria também o futuro das próteses . Quanto mais pensamos sobre este material, mais percebemos que o grafeno pode ser perfeito?
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O grafeno é um presente de Deus para a humanidade

ELETRÔNICOS.

O grafeno é um avanço altamente antecipado na indústria eletrônica. As telas sensíveis ao toque precisam de condutores sensíveis para detectar o seu toque. E, como acabamos de aprender, o grafeno é o material melhor e mais abrangente do mundo. Assim, não só pode substituir microchips de silício e baterias em seus dispositivos eletrônicos, ele também pode substituir o corpo externo . Se isso não é bom o suficiente, também pode tornar esses dispositivos transparente … e fino … e inquebrável. E flexível. E impermeável. E biodegradável. Para não mencionar, ele pode simultaneamente gerar energia solar para carregar seu telefone ou dispositivo. As possibilidades são infinitas.
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Meh. Grafeno tornaria flexível.
O grafeno também teria impacto na indústria de alto-falantes. Um diafragma feito de uma única folha de grafeno seria capaz de obter a mesma qualidade de som produzida pelo mais caro dos Sennheisers lá fora.
Estas aplicações são verdadeiramente apenas algumas das idéias voando em torno dos mundos científico, médico, tecnológico e comercial. Os cientistas estão descobrindo novos usos para o grafeno o tempo todo. De criar melhores sensores de gás  e melhorar a saúde coletiva para desenvolver camisolas de invisibilidade real e placas de hover  – grafeno poderia fazer tudo!

Então, por que o grafeno já não está aqui? Quero dizer, a grafite é encontrada praticamente em todos os lugares, certo? Bem, sim, mas apesar de fazer uma pequena quantidade de grafeno é uma tarefa muito fácil, produzindo-o em um nível industrial é um jogo totalmente diferente.
No entanto, não se preocupe! A pesquisa do Graphene está indo a toda a velocidade pelo mundo inteiro. De fato, o mercado global de grafeno atingiu US $ 9 milhões em 2014! Vai estar aqui em breve! O futuro está quase chegando.
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Referências:

  1. Os pesquisadores projetam um dos materiais mais fortes e leves conhecidos – Massachusetts Institute of Technology
  2. A ciência da fricção sobre Graphene – Massachusetts Institute of Technology
  3. Propriedades Térmicas Do Grafeno: Fundamentos E Aplicações – Engenharia Elétrica (EE) na Universidade de Stanford
  4. Explique que coisas
  5. Graphene – Wikipedia
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