Grafeno do Brazil

O grafeno é nosso !

O grafeno é uma das formas cristalinas do carbono, assim como o diamante, o grafite, os nanotubos de carbono e fulerenos. Esse material, pode ser considerado tão ou mais revolucionário que o plástico e o silício. Quando de alta qualidade, costuma ser muito forte, leve, quase transparente, um excelente condutor de calor e eletricidade. É o material mais forte já encontrado, 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.

Basicamente, o grafeno é um material constituído por uma camada extremamente fina de grafite, com a diferença de que possui uma estrutura hexagonal cujos átomos individuais estão distribuídos, gerando uma fina camada de carbono. Na prática, o grafeno é o material mais forte, mais leve e mais fino (espessura de um átomo) que existe. Para se ter ideia, 3 milhões de camadas de grafeno empilhadas têm altura de apenas 1 milímetro. Teoricamente seria superado, em resistência e dureza, pelo carbono acetilênico linear (carbino).

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.

 

Descrições;

O grafeno é uma folha plana de átomos de carbono em ligação sp2 densamente compactados e com espessura de apenas um átomo, reunidos em uma estrutura cristalina hexagonal. O nome vem de grafite + -eno; o grafite em si consiste de múltiplas folhas arranjadas uma sobre a outra. O nome grafeno foi apresentado pela primeira vez em 1987 por S. Mouras e colaboradores enquanto estudavam as camadas de grafite intercaladas por compostos.

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”.

Construção do grafeno;

Grafeno é feito de HOPG (Grafite Pirolitico Altamente Orientado) e possui estrutura hexagonal do tipo honeycomb. O carbono pirolítico é um material semelhante ao grafite, mas com alguma ligação covalente entre suas folhas de grafeno como resultado de imperfeições em sua estrutura.

Geralmente é produzido aquecendo um hidrocarboneto quase até à sua temperatura de decomposição, e permitindo que o grafite cristalize (pirólise). Um método é aquecer as fibras sintéticas no vácuo. Outro método é colocar as sementes em um prato com gás muito quente para coletar o revestimento de grafite. É usado em aplicações de alta temperatura como cones de míssil, motores de foguete, protetores térmicos, fornos de laboratório, reforçados com grafite. plástico e em próteses biomédicas. As melhores amostras de HOPG têm mosaicos de amplitude inferiores a 1 grau. O método usado para produzir o HOPG é baseado no processo usado para fazer grafite pirolítica, mas com tensão de tração adicional na direção do plano basal. Isso produz um melhor alinhamento dos cristalitos de grafite e um espaçamento interplanar próximo ao observado na grafita natural. A “recristalização do estresse” do grafite foi descrita pela primeira vez por L. C. F. Blackman e Alfred Ubbelohde em 1962.