• Tecnologia E Inovação

O grafeno custa normalmente $ 200.000 por tonelada. Agora, os cientistas podem fazer isso do lixo.

O grafeno é extremamente útil, mas muito difícil de produzir - até agora.

A nova técnica, desenvolvida na Rice University, transforma qualquer fonte de carbono no valioso material 2D em apenas 10 milissegundos.

• O grafeno é uma rede de átomos de carbono dispostos em uma formação de tela de galinheiro, uma estrutura que o torna muito útil para uma ampla gama de aplicações.
• No entanto, é muito difícil e caro de fazer.
• Essa nova técnica reduz o custo e a dificuldade ao aquecer rapidamente qualquer material à base de carbono, como pó de café usado ou resíduos de plástico.

Tecnologia recente desenvolvida na Rice University está levando ao extremo a ideia de que o lixo de um homem é o tesouro de outro. Cascas de banana, borra de café, recipientes de plástico descartáveis, carvão - tudo isso e muito mais estão sendo transformados em um dos materiais mais valiosos que existem: o grafeno. O químico James Tour e sua equipe desenvolveram um processo rápido que pode transformar grandes quantidades de lixo em flocos de grafeno.

'Este é um grande negócio', disse Tour in a Rice University Comunicado de imprensa . “O mundo joga fora de 30% a 40% de todos os alimentos porque eles estragam e o lixo plástico é uma preocupação mundial. Já provamos que qualquer matéria sólida à base de carbono, incluindo resíduos plásticos mistos e pneus de borracha, pode ser transformada em grafeno. '

O que é grafeno?

Uma renderização de grafeno.

Fonte: Max Pixel / Domínio Público

O valor do grafeno se deve principalmente à sua incrível força e à grande variedade de aplicações industriais que possui. Este material consiste em uma única camada de átomos de carbono conectados uns aos outros por seis ligações químicas, criando uma rede que se assemelha a tela de arame.

O grafeno não é apenas extremamente útil em experimentos científicos devido à sua alta reatividade e resistência, mas também pode ser adicionado a todos os tipos de outros materiais para melhorar sua resistência ou torná-los mais leves, como concreto ou metais. É o material mais condutor, o que o torna inestimável para uso como dissipador de calor, por exemplo, em LEDs ou smartphones. Ele também pode ser usado em tecnologia de bateria, em tintas, em sensores e muito mais - existem, literalmente, muitas aplicações para este material cobrir apenas neste artigo.

O que é 'flash grafeno'?

Apesar de sua grande utilidade, o grafeno ainda não faz parte de nossa vida cotidiana. Parte da razão é por causa de seu custo proibitivo. O grafeno é difícil de produzir a granel, com 'o preço comercial atual do grafeno sendo de $ 67.000 a $ 200.000 por tonelada', disse Tour. As técnicas comuns incluem esfoliação, em que as folhas de grafeno são removidas do grafite, ou deposição de vapor químico, em que o metano (CH4) é vaporizado na presença de um substrato de cobre que agarra os átomos de carbono do metano, organizando-os como grafeno.

A nova técnica, chamada aquecimento Joule flash , é muito mais simples, barato e não depende de solventes perigosos ou aditivos químicos. Simplificando, um material à base de carbono é exposto a um calor de 2.760 ° C (5.000 ° F) por apenas 10 milissegundos. Isso quebra todas as ligações químicas no material de entrada. Todos os átomos, exceto o carbono, se transformam em gás, que escapam neste dispositivo à prova de conceito, mas podem ser capturados em aplicações industriais. O carbono, entretanto, se recompõe como flocos de grafeno.

Além do mais, essa técnica produz o chamado grafeno turbostático. Outros processos produzem o que é conhecido como grafeno empilhado A-B, no qual metade dos átomos de uma folha de grafeno ficam sobre os átomos de outra folha de grafeno. Isso resulta em uma ligação mais estreita entre as duas folhas, tornando-as mais difíceis de separar. O grafeno turbostático não tem essa ordem entre as folhas, por isso são mais fáceis de remover umas das outras.

O caso de uso mais óbvio para o que os pesquisadores denominaram 'grafeno flash' é usar esses flocos de grafeno como um componente no concreto. “Fortalecendo o concreto com grafeno”, disse Tour, “poderíamos usar menos concreto para construir e custaria menos para fabricar e menos para transportar. Basicamente, estamos capturando gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e metano, que os resíduos alimentares teriam lançado em aterros sanitários. Estamos convertendo esses carbonos em grafeno e adicionando esse grafeno ao concreto, reduzindo assim a quantidade de dióxido de carbono gerado na fabricação do concreto. É um cenário ambiental onde todos ganham usando grafeno. '

O concreto é uma das principais aplicações desse material, que seria econômica e ambientalmente correta, mas também existem muitas outras. À medida que este método e outros para a produção de grafeno em massa amadurecem, podemos esperar ver um futuro com tecnologias e materiais cada vez mais fortes, mais leves, mais avançados e menos destrutivos para o meio ambiente.