O grafeno é chamado de “material maravilha” por causa da grande força de sua estrutura e porque tem uma vida muito mais longa que as outras. Pode ser usado em muitos setores, ele é composto por uma camada de carbono aglutinado que mal tem a espessura de um átomo, é o material artificial mais forte do mundo criado até agora.
O grafeno é uma tecnologia disruptiva, pode abrir novos mercados e até substituir tecnologias ou materiais existentes. É quando o grafeno é usado para melhorar um material existente e em uma capacidade de transformação que seu verdadeiro potencial pode ser realizado.
1. Grafeno em painéis interativos
A força, a flexibilidade e a condutividade elétrica do grafeno atraíram vários fabricantes de telefones celulares, entre os quais a Samsung, investiu pesadamente no lançamento da primeira tela sensível ao toque baseada em grafeno. As telas sensíveis ao toque podem ser integradas em um prédio e, à medida que os custos de produção diminuem, pode ser possível aprimorar essa tecnologia transparente para cobrir janelas inteiras.
2. Aplicações de sensores
O grafeno funcionalizado é uma promessa excepcional para sensores biológicos e químicos. Os pesquisadores já mostraram que a estrutura distinta 2D do óxido de grafeno, combinada com sua super permeabilidade às moléculas de água, leva a dispositivos sensoriais com uma velocidade sem precedentes (o sensor de grafeno Ultra fast monitora sua respiração enquanto fala).
3. Transistores e memória
Algumas das aplicações mais promissoras do grafeno são na eletrônica (como transistores e interconectores), detectores (como elementos de sensor) e gerenciamento térmico (como espalhadores de calor lateral). Os primeiros transistores de efeito de campo de grafeno – com ambas as portas inferior e superior – já foram demonstrados. Ao mesmo tempo, para que qualquer transistor seja útil para comunicações analógicas ou aplicações digitais, o nível do ruído eletrônico de baixa frequência deve ser reduzido a um nível aceitável (os transistores de grafeno podem funcionar sem muito ruído).
Experiências demonstraram os benefícios dele como uma plataforma para memória flash que mostra o potencial para exceder o desempenho da atual tecnologia de memória flash, utilizando as propriedades intrínsecas do grafeno.
4. Eletrônica flexível, elástica e dobrável
A eletrônica flexível depende de substratos dobráveis e a eletrônica verdadeiramente dobrável requer um substrato dobrável com um condutor muito estável que possa suportar a dobra (isto é, uma borda no substrato no ponto da dobra, que desenvolve dobras e a deformação permanece mesmo após o desdobramento).
Isso significa que, além de um substrato dobrável como papel, o condutor que é depositado nesse substrato também precisa ser dobrável. Para esse fim, os pesquisadores demonstraram um processo de fabricação de circuitos de grafeno dobráveis baseados em substratos de papel. A notável condutividade, força e elasticidade dele também o tornaram uma escolha promissora para a eletrônica elástica – uma tecnologia que visa produzir circuitos em substratos plásticos flexíveis para aplicações como células solares flexíveis ou pele artificial robótica.
5. Revestimentos
Objetos de revestimento com grafeno podem servir a propósitos diferentes. Por exemplo, os investigadores mostraram agora que é possível usar folhas de grafeno para criar um material de revestimento super hidrofóbico que mostre super-hidrofobia estável sob condições tanto estáticas como dinâmicas (impacto de gotas), formando assim estruturas extremamente repelentes de água.
O grafeno também é o revestimento mais fino do mundo para proteção de metais contra corrosão. Verificou-se que o grafeno, seja feito diretamente em cobre ou níquel ou transferido para outro metal, fornece proteção contra a corrosão .
Pesquisadores demonstraram o uso dele como um revestimento condutor transparente para dispositivos fotônicos e mostram que sua alta transparência e baixa resistividade tornam este cristal bidimensional idealmente adequado para eletrodos em dispositivos de cristal líquido (LCDs).
6. Alto-falantes
As extraordinárias propriedades elétricas e mecânicas dele foram exploradas para criar um transdutor elétrico / sonoro muito eficiente. Este alto-falante de grafeno experimental , sem qualquer projeto acústico otimizado, é simples de fazer e já tem um desempenho comparável ou melhor do que os equivalentes comerciais de tamanho similar, e com um consumo de energia muito menor.
7. Biotecnologia e Medicina
Pesquisas recentes também apontam para uma oportunidade de substituir antibióticos por agentes fototérmicos baseados em grafeno para prender e matar bactérias.
Na busca de décadas para construir músculos artificiais, muitos materiais têm sido investigados no que diz respeito à sua adequação à aplicação de atuadores (a atuação é a capacidade de um material de mudar reversivelmente de dimensões sob a influência de vários estímulos). Além dos músculos artificiais, as aplicações potenciais incluem sistemas microeletromecânicos, micro e nanorrobôs biomiméticos e dispositivos micro-fluídicos. Em experimentos, os cientistas mostraram que as nanofitas de grafeno podem fornecer atuação .
8. Blindagem contra radiações
O grafeno parece ser o material mais eficaz para a proteção contra interferência eletromagnética. Experimentos sugerem a viabilidade de fabricar um escudo de EMI ultrafino, transparente, sem peso e flexível, por uma ou algumas camadas atômicas dele.
9. Gerenciamento termal
Devido ao rápido aumento das densidades de energia na eletrônica, o gerenciamento do calor resultante tornou-se um dos problemas mais críticos no projeto de computadores e semicondutores. De fato, a dissipação de calor tornou-se um problema fundamental do transporte eletrônico em nanoescala.
É aí que o grafeno entra – ele conduz o calor melhor do que qualquer outro material conhecido. Os materiais de interface térmica são ingredientes essenciais do gerenciamento térmico e os pesquisadores conseguiram um aprimoramento recorde da condutividade térmica dos TIMs pela adição de uma mistura otimizada de grafeno e grafeno multicamada.
10. Camuflagem
O conceito de camuflagem plasmônica baseia-se no uso de uma cobertura fina de metamaterial para suprimir a dispersão de um objeto passivo. Pesquisas mostram que mesmo uma única camada de átomos, com as excitantes propriedades de condutividade do grafeno, pode alcançar essa funcionalidade em geometrias planares e cilíndricas. Isso faz com que uma única camada dele seja a capa de invisibilidade mais fina possível .
Se você conhece alguma outra aplicação do grafeno, comente aqui e deixe sua opinião sobre o futuro do grafeno na tecnologia.
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