Grafeno: diferenças entre revisões
Conteúdo apagado Conteúdo adicionado
Fiz ligações internas, adicionei nova informação, referência e uma animação. |
|||
Linha 1:
[[Ficheiro:Graphen.jpg|thumb|Representação gráfica do grafeno, um [[retículo (grupo)|retículo]] hexagonal feito inteiramente de átomos de [[carbono]].]]
O '''grafeno''' é uma das formas
<ref name="principal">{{citar web |url=http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/cientistas-desenvolvem-peneira-de-grafeno-que-transforma-agua-do-mar-em-potavel.ghtml |título=<i>Cientistas desenvolvem 'peneira' de grafeno que transforma água do mar em potável</i> |data=3 de abril de 2017 |publicado=<i>[[British Broadcasting Corporation|BBC Brasil]] + [[G1|G1 Ciência e Saúde]]</i> |acessodata=4 de abril de 2017 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20170404201615/http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/cientistas-desenvolvem-peneira-de-grafeno-que-transforma-agua-do-mar-em-potavel.ghtml |arquivodata=4 de abril de 2017}}</ref>,<ref name="Eng">{{Citar web|url=https://engenheironaweb.com/2017/01/21/grafeno-o-material-magico-de-1001-utilidades/|titulo=Grafeno, o material mágico de 1001 utilidades!|data=2017-01-21|acessodata=2017-01-21|obra=Engenheiro na Web}}</ref> assim como o [[diamante]],<ref name="principal"/> o [[grafite]],<ref name="principal"/> os [[nanotubos de carbono]] e [[fulereno]]s. Esse material, pode ser considerado tão ou mais revolucionário que o [[plástico]] e o [[silício]].<ref name="Eng"/> Quando de alta qualidade, costuma ser muito forte, leve, quase transparente, um excelente [[condutor de calor]] e [[condutor elétrico|eletricidade]]. É o [[Ciência dos materiais|material]] mais forte já encontrado, consistindo em uma folha plana de [[átomo]]s de carbono [[Densidade|densamente]] compactados em uma grade de duas dimensões.<ref name="SciAm BR">{{citar web |url=http://www2.uol.com.br/sciam/artigos/ato_de_equilibrio.html |título=Ato de Equilíbrio |acessodata=25 de novembro de 2011 |data=Dezembro de 2011 |publicado=[[Scientific American Brasil]] |citação=Nossa pesquisa estabelece o grafeno como o material mais resistente já demonstrado[...]. [...] O grafeno é uma folha plana de [[átomo]]s de [[carbono]] densamente compactados em uma grade de duas dimensões e é um ingrediente para materiais de [[grafite]] de outras dimensões. Pode ser montado como [[fulereno]]s 0D, enrolados como [[nanotubo]]s 1D ou colocados como grafite 3D." Imagine uma rede de arame, com a diferença de que cada ponto de conexão seria um átomo de carbono. O resultado dessa metamorfose mental é grafeno (bom, grafeno virtual).}}</ref> É um ingrediente para materiais de grafite de outras dimensões, como [[fulereno]]s 0D, [[nanotubo]]s 1D ou [[grafite]] 3D.<ref name="SciAm BR"/>
Basicamente, o grafeno é um material constituído por uma camada extremamente fina de grafite, com a diferença de que possui uma estrutura hexagonal cujos
O termo ''grafeno'' foi proposto como uma combinação de grafite e o sufixo ''-eno'' por [[Hanns-Peter Boehm]].<ref>{{citar periódico|doi= 10.1351/pac199466091893|autor = H. P. Boehm, R. Setton, E. Stumpp |título= Nomenclature and terminology of graphite intercalation compounds|periódico= Pure and Applied Chemistry|volume=66|número=9|ano=1994|páginas=1893–1901}}</ref><ref>{{citar periódico|autor = H. C. Schniepp, J.-L. Li, M. J. McAllister, H. Sai, M. Herrera-Alonso, D. H. Adamson, R. K. Prud’homme, R. Car, D. A. Saville, I. A. Aksay|título= Functionalized Single Graphene Sheets Derived from Splitting Graphite Oxide|periódico= The Journal of Physical Chemistry B|volume=110|número= 17|ano=2006|páginas=8535–8539|pmid= 16640401|doi=10.1021/jp060936f}}</ref> Foi ele quem descreveu as folhas de carbono em [[1962]].<ref name="Boehm1962">{{citar periódico|autor = H. P. Boehm, A. Clauss, G. O. Fischer, U. Hofmann |título= Das Adsorptionsverhalten sehr dünner Kohlenstoffolien|periódico= Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie|volume=316|número=3–4|ano=1962 |páginas=119–127| doi=10.1002/zaac.19623160303}}</ref>
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.<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/ The Nobel Prize in Physics 2010]</ref>
== Descrições ==
O grafeno é uma folha plana de [[átomo]]s de [[carbono]] em [[hibridização#hibridação sp2|ligação sp2]] densamente compactados e com espessura de apenas um átomo, reunidos em uma [[estrutura cristalina]] [[Sistema cristalino hexagonal|hexagonal]]. O nome vem de <small>[[grafite]]</small> + <small>-eno</small>; 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.<ref>[http://www.graphene.manchester.ac.uk/story/ The Story of graphene]</ref>
O grafeno foi oficialmente definido na [[literatura]] [[química]] em [[1994]]<ref>{{citar periódico|autor = Boehm, H.P.; Setton, R. and Stumpp, E.|ano= 1994|título= Nomenclature and terminology of graphite intercalation compounds|periódico= Pure and Applied Chemistry|volume = 66|página=1893-1901|doi = 10.1351/pac199466091893}}</ref> pela [[IUPAC]] como:
{| border="0" cellpadding=10 align="right" style="margin: 1em 0 1em 1em; text-align:center; font-size:100%;" width="100%"
{{quotation|Uma única camada da estrutura grafítica pode ser considerada como o último membro da série de [[naftaleno]]s, [[antraceno]]s, [[coroneno]]s, 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.}}▼
|-
▲
|-
|}
== Novas aplicações ==
Mais recentemente, empresas de [[semicondutor]]es realizaram testes a fim de substituir o [[silício]] pelo grafeno devido à sua altíssima eficiência em comparação ao silício.
Em teoria, um [[Microprocessador|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 elétrico|condutor]] que ainda não se sabe como fazer com que pare de conduzir, formando assim o [[sistema binário]].
[[Imagem:Graphene and Dirac Cones.ogv|thumb|300px|direita|Animação sobre grafeno, sua [[Teoria de bandas|estrutura de bandas]] em [[cones de Dirac]] e sua [[dopagem eletrônica]] através de uma grade.]]
Um grupo de cientistas chineses, liderados por Qunweu Tang, Xiaopeng Wang, Peishi Yang e Benlin He, desenvolveu uma placa fotovoltaica que é capaz de produzir energia a partir dos raios solares e também pelas gotas de chuva, sendo eficiente independente das condições climáticas, graças ao grafeno.<ref>{{Citar periódico|data=2017-01-21|titulo=Placa solar que gera energia com chuva também!|jornal=Engenheiro na Web|url=https://engenheironaweb.com/2017/01/21/placa-solar-que-gera-energia-com-chuva-tambem/}}</ref>▼
▲Um grupo de cientistas chineses, liderados por Qunweu Tang, Xiaopeng Wang, Peishi Yang e Benlin He, desenvolveu uma placa [[fotovoltaica]] que é capaz de produzir [[energia]] a partir dos [[raios solares]] e também pelas gotas de chuva, sendo eficiente independente das condições climáticas, graças ao grafeno.<ref>{{Citar periódico|data=2017-01-21|titulo=Placa solar que gera energia com chuva também!|jornal=Engenheiro na Web|url=https://engenheironaweb.com/2017/01/21/placa-solar-que-gera-energia-com-chuva-tambem/}}</ref>
Os trabalhos revolucionários sobre o grafeno valeram o [[Nobel da Física]] de [[2010]] ao cientista [[russos|russo]]-[[britânico]] [[Konstantin Novoselov]] e ao cientista [[Neerlandeses|neerlandês]] nascido na Rússia [[Andre Geim]],<ref>[http://tv1.rtp.pt/noticias/index.php?t=Nobel-atribuido-a-dois-russos-por-experiencias-com-o-grafeno.rtp&article=380673&layout=10&visual=3&tm=7 Nobel atribuído a dois russos por experiências com o grafeno]</ref> ambos da [[Universidade de Manchester]].▼
▲Os trabalhos revolucionários sobre o grafeno valeram o [[Nobel da Física]] de [[2010]] ao cientista [[russos|russo]]-[[britânico]] [[Konstantin Novoselov]] e ao cientista [[Neerlandeses|neerlandês]] nascido na [[Rússia]] [[Andre Geim]],<ref>[http://tv1.rtp.pt/noticias/index.php?t=Nobel-atribuido-a-dois-russos-por-experiencias-com-o-grafeno.rtp&article=380673&layout=10&visual=3&tm=7 Nobel atribuído a dois russos por experiências com o grafeno]</ref> ambos da [[Universidade de Manchester]].
Uma das aplicações mais recentes do grafeno foi a criação em [[laboratório]] de [[supercapacitores]], que podem ser utilizados em [[Bateria (química)|baterias]] e carregam mil vezes mais rápido que as baterias de hoje em dia.<ref>[http://www.tomshardware.com/news/science-research-graphene-electrodes-battery,15042.html Supercapacitores de grafeno podem carregar até 1000x mais rápido que baterias de hoje em dia] {{en}}.</ref>▼
▲Uma das aplicações mais recentes do grafeno foi a criação em [[laboratório]] de [[supercapacitores]], que podem ser utilizados em [[
O [[óxido]] de grafeno também pode extrair substâncias [[radioativa]]s 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]].<ref>[http://portuguese.ruvr.ru/2013_01_11/Grafeno-vem-purificar-agua-contaminada/ Grafeno vem purificar água contaminada]. Por Oleg Nekhai, Alexei Lyakhov. ''[[Voz da Rússia]]'', 11 de janeiro de 2013.</ref>
No ano de 2015, uma equipe de investigadores da [[Universidade de Aveiro]]<ref>{{Citar web|título = Chá de grafeno extrai metais pesados da água {{!}} P3|URL = http://p3.publico.pt/actualidade/ciencia/17477/cha-de-grafeno-extrai-metais-pesados-da-agua|obra = P3|acessadoem = 2015-07-20|primeiro = P3, Tratamos tudo por|último = tu}}</ref> desenvolveu sacos de chá, com óxido de grafeno, capazes de remover, com eficácia, [[Metal pesado|metais pesados]] de águas. Para cada dez miligramas de óxido utilizado foi possível remover, ao fim de 24 horas, 95% de [[mercúrio (elemento químico)|mercúrio]] numa amostra de um litro de água. A remoção dos metais é explicada pelo fenómeno de [[adsorção]].
== Produção ==
Em março de 2012, um grupo de pesquisadores das universidades [[Universidade do Cairo|do Cairo]] e [[Universidade da Califórnia|da Califórnia]] descobriu um método de produção de grafeno, extremamente eficiente e barato. Aplicando a [[radiação]] [[laser]] de um [[gravador de DVD]] [[LightScribe]] sob um filme de [[óxido de grafite]] produziu uma camada finíssima de grafeno, de alta qualidade e muito resistente, excelente para funcionar como [[capacitor]] ou [[semicondutor]].<ref>[http://www.sciencemag.org/content/335/6074/1326 Laser Scribing of High-Performance and Flexible Graphene-Based Electrochemical Capacitors]. Por Maher F. El-Kady, Veronica Strong, Sergey Dubin, Richard B. Kaner. ''[[Science]]'', 16 de março de 2012: Vol. 335 no. 6074 pp. 1326-1330 DOI: 10.1126/science.1216744</ref>
== Ver também ==
* [[Eletrônica molecular]]
* [[Engenharia em nanotecnologia]]
Linha 49 ⟶ 57:
* [[Supercondutividade]]
{{Referências|col=
== Bibliografia ==
| |||