Que fim levou o grafeno?

quef levou grafeno esse material milagroso que era para revolucionar o mundo pelo que eu vi as pesquisas estão a todo vapor Agora sim em breve teremos ele e pera aí essa matéria é de 2015 o que aconteceu com o grafeno ele tá ficando mais barato mais caro eu vi que já desenvolveram diversos produtos olha as buscas no Google sobre o grafeno o interesse tá bem alto algo tá acontecendo para quem não lembra o grafen é um material em que os átomos de carbono são organizados em forma hexagonal e um Plan com apenas um átomo de

espessura e por isso é chamado de material 2D ignorando a espessura do próprio átomo se enrolar ele como um jornal tem o famoso nanotubo de carbono e se empilhar diversas dessas folhas de grafeno você vai ter o grafite o mesmo do lápis o milímetro de grafite tem aproximadamente 3 milhões de folhas de grafeno empilhadas que se mantém juntas pela força eletrostática de vender walls que é relativamente fraca por isso o grafite é macio as folhas de grafeno deslizam cada vez que você escreve com o lápis tá depos algumas camadas de grafeno na folha a dificuldade

tá em isolar essa camada de um átomo de espessura e fazer ela com uma área grande por causa da instabilidade térmica o grafeno já era estudado de forma teórica desde 1946 mas em 2004 dois pesquisadores da Universidade de Manchester no Reino Unido conseguiram isolar ele pela primeira vez os Car colaram uma fita adesiva em um grafite E aí foram descolando e colando nela mesma várias vezes até ficar só uma camada bem fina aí colaram e descolaram em uma pastilha de silício com um substrato e quando observaram no microscópio conseguiram finalmente ver algumas camadas de grafeno

nesse vídeo dá para ver algumas delas sobrepostas e ali embaixo no canto há uma camada única foi aí que descobriram que as ligações covalentes entre os carbonos são tão pequenas e fortes que impedem que as flutuações térmicas desestabilizam a molécula essa brincadeira aí da fita que os pesquisadores fizeram em 2004 rendeu Nobel de Física para eles em 2010 eles falaram que nas noites de de sextas-feiras eles faziam esses experimentos diferentes Sem Compromisso que não eram vinculados ao trabalho diário parece que valeu a pena e por que o grafena é tão incrível bom ele é o

material mais forte conhecido 200 vezes mais forte que o aço além de ser flexível elástico e leve 1 m qu de grafeno pesa 0,77 MG cerca de 0,001% o peso de uma folha de papel e consegue suportar até 4 kg o peso de um gato ele também tem um elevado grau de Transparência com uma folha absorvendo apenas 2,3 da Luz poderia implementar em lentes de contato por exemplo só não em telefones transparentes seria um saco eu conseguir ver alguma coisa vai acontecer até o final de 2013 Acredite Sem falar que provavelmente os outros vão ver

o que você tá vendo o grafeno também é um excelente condutor térmico e aqui já vamos para a primeira coisa que atualizou nos últimos anos há uns anos atrás acreditava-se que o grafeno conduzia calor melhor até do que o diamante que é o melhor primeiro a estimativa era de duas vezes e meia melhor que o diamante aí fizeram outros estudos e chegaram a uma vez e meia melhor o que ainda era excelente mas isso porque eles acreditavam que por ser o material 2D ele não seria muito afetado por um efeito que aumenta a resistência térmica

Mas eles estavam errados nesse estudo teórico de 2023 os pesquisadores Descobriram que na verdade ele é sim bastante afetado por esse efeito E aí o grafeno foi novamente rebaixado na verdade o diamante é que é uma vez e meia melhor condutor térmico que o feno a temperatura ambiente mas ainda assim é um excelente condutor térmico muito melhor que a prata cobre e ouro ele também conduz eletricidade muito melhor que a prata o cobre e o ouro o que significa menos perdas de energia e no futuro provavelmente também vai ser muito mais barato que esses metais

por ter somente um átomo de espessura ele fornece uma grande área de superfície em função do volume e como tem uma boa condutividade será possível desenvolver super capacitores que armazenem quantidades de energia muito maiores um super capacitor é um componente eletrônico que armazena energia na forma de um campo elétrico permitindo carregar e descarregar muito mais rápido que uma bateria que armazena de forma química supercapacitores de grafeno poderão permitir carregar um celular ou um carro elétrico por exemplo muito rapidamente Olha só o super capacitor impresso nesse DVD aí armazena 1 vezes mais energia do que um

desses capacitores normais grandões aí na placa e seria Ecológico Já que é basicamente grafite ao contrário de uma bateria por ser leve e flexível e poder armazenar energia daria para produzir computadores e celulares que dessem para enrolar como um jornal Imagina você puxando do bolso um rolo tipo aqueles papiros e começa a assistir um vídeo A primeira vez que o grafeno foi isolado foi com uma fita adesiva foi bom para ver que é possível mas não é nada escalável mas aí começaram a surgir outras técnicas como uma que basicamente eles colam um plástico na superfície

de um DVD e passa uma camada de óxido de grafite aí o laser que faz a gravação do DVD queima o padrão que eles querem e nesse processo fototérmico O óxido de grafite é convertido em grafeno super barato e preciso já essa é uma variação da técnica de deposição química de vapor um gás de hidrocarbonetos é injetado em um ambiente com uma folha de metal aí a câmara é aquecida a 1000 GC o que quebra as moléculas do gás e libera o hidrogênio mantendo apenas os átomos de carbono que aderem na folha de metal esses

carbonos se ligam facilmente com outros átomos de carbono formando a estrutura do grafeno Esses são só alguns dos métodos os que falei por curiosidade mas atualmente existem vários eles são divididos em duas categorias uma é de cima para baixo em que se vai removendo as camadas do grafite é um método rápido mas geralmente de baixa qualidade e a outra categoria é de baixo para cima que cria as camadas molécula por molécula é um método geralmente lento mas de elevada qualidade em cada uma dessas duas categorias existem diversas técnicas mas não vou falar sobre elas porque

são muitas aqui dá para ver as características de várias técnicas de produção G é a qualidade do grafite feno c é a eficiência da produção em relação ao custo quanto menor o c mais caro Essa é a escalabilidade se pode produzir em massa ou não p é a pureza e y é o rendimento do processo de produção ou seja quanto o grafeno consegue obter daquele grafite ou por exemplo do gás metano usado a redução de óxido de grafeno tem um grande rendimento de produção e escalabilidade Mas baixa qualidade já esse de esfoliação líquida tem uma

qualidade maior mas não rende tanto o problema desses processos todos é que eles ainda não conseguem fazer placas de grafeno muito grandes e a qualidade também é um problema como impurezas e número de folhas de grafeno sobrepostas como Tod problema de engenharia é um cobertor curto tem que escolher o melhor processo dependendo da aplicação para concreto por exemplo pode ser um grafeno de menor qualidade já para eletrônico não como a gente viu o grafena é obtido do grafite que é super barato 1 kg custa em torno de R 24 a r$ 9 isso no varejo

o preço da commodity mesmo é r00 65 por Tonelada R 10 por kg o esférico que é mais caro o inf flocos custa só r$ 2 o kg esse filme com uma única camada de grafeno de 1 cm qu custa atualmente 55 é uma diferença olha só essa é a estrutura do grafeno na escala de 1 nanômetro já esse pó de óxido de grafeno reduzido 1 g custa 140 R 800 33.000 vezes mais do que 1 g daquele grafite vendido nas lojas e 80.000 vezes mais do que aquele vendido por Tonelada OK agora vamos tirar

curiosidade tá ficando mais barato ou mais caro se olharmos esse mesmo site no eback Machine dá para ver quanto custava anos atrás em 2015 aquele filme de 1 cm qu que agora custa 55 custava 59 se considerar a inflação seria o equivalente a $8 aquele óxido que agora custa 140 custava 16 169 em 2015 com a inflação seria quase 224 por Gama eu peguei os valores de todos os anos desde de 2015 considerando a inflação Dá para ver que no início baixou bastante os custos e aí estagnou claro que esses são grafenos de alta qualidade

e eu peguei só o caso dessa empresa tem várias outras como essa por exemplo que é até alistada na bolsa Lá fora mas é extremamente pequena as ações valem un centavos essa aqui é outra umas 10 vezes maior que aquela mas também uma Amico um artigo científico recente fez uma análise Geral do mercado de pó de grafeno de qualidade mais baixa Dá para ver que o preço fica entre 100 e 200 o quilo não o grama eles também fizeram uma projeção até 2028 e pela análise a expectativa é que o preço reduza em média 12%

ao ano Lembrando que o grafeno utilizado por exemplo em microeletrônica é de qualidade muito mais elevada e custa bem mais do que um por exemplo usado para reforçar concreto mas por enquanto o custo ainda está proibitivamente alto então o grafen não pode ser obtido do grafite e o Brasil é o quarto maior produtor de grafite do mundo atualmente Mas isso é extração e dá para ver aqui que a China domina totalmente mas se analisarmos as reservas de grafite o Brasil tem a segunda maior do mundo e bem próximo da China então o nosso potencial é

bem grande mas não é como se você pudesse pegar uma picareta e extrair grafeno no máximo você vai pegar alguns quilos de grafite que custa r$ 2 o qugo a Plata mesmo como a gente viu tá no processo de produção do grafeno E aí vai vender igual cocaína por grama inclusive o grafeno tá mais caro que a cocaína na Europa e ele tá tão caro justamente porque a fabricação é bem difícil mas agora o Brasil também tem centros de pesquisa e desenvolvimento de grafeno a Universidade de Caxias do Sul aqui no Rio Grande do Sul

tem uma planta de produção que atualmente produz 500 Kg de grafeno de elevada qualidade por ano Mas podem ampliar para até 5 toneladas por ano é escala Industrial podem até exportar eles também estão desenvolvendo diversas pesquisas como super capacitores e coletes e capacetes pro exército com grafeno outro Grande centro de pesquisa e desenvolvimento de grafeno é o Projeto MG grafeno em Belo Horizonte em 2021 Eles já conseguiam produzir 1,3 Tonel de grafeno por ano é uma parceria entre a companhia de desenvolvimento de Minas Gerais a Universidade Federal de Minas Gerais e o centro de desenvolvimento

da tecnologia nuclear o mundo está tendo avanços tecnológicos tão grandes que cada um é como se fosse uma nova Revolução Industrial por exemplo nas áreas de Inteligência Artificial fusão nuclear produção de novos materiais exploração espacial pro Brasil é muito difícil acompanhar essas superpotências mas não podemos ficar tão para trás senão vai ser igual quando os europeus chegar às Américas [Música] a Universidade de Manchester está desenvolvendo um concreto com grafeno que reduz em até 30% as emissões de dióxido de carbono Lembrando que a produção de concreto é responsável por cerca de 88% das emissões de dióxido

de carbono do mundo basicamente o grafen não é adicionado igual a qualquer outro aditivo isso permitiu reduzir em até 30% a espessura do concreto e a quantidade de cimento utilizado sem prejudicar a sua resistência e melhorando a durabilidade e resistência à corrosão sem falar na redução de custo que segundo eles pode ser de 15 a 20% já na Aviação o grafeno poderá ser incorporado nas asas das aeronaves reduzindo o peso e aumentando a sua resistência além de poder substituir a pesada fiação uma outra aplicação é substituindo as bobinas de aquecimento de cobre para evitar que

gelo se forme nas asas e é nisso que a Airbus e esse Instituto da Europa estão trabalhando mas segundo eles vai demorar entre 8 e 10 anos para ser lançado outro projeto do mesmo Instituto é esse filtro de ar para cabine de aviões feito com nanotubo de carbono que é um tubo de grafeno é muito mais eficiente que os tradicionais filtros zepa a afinidade do grafeno com materiais orgânicos junto com a grande superfície interna dos nanotubos permite que ele capture também compostos orgânicos voláteis ao contrário dos Filtros convencionais esses compostos estão presentes em combustíveis derivados

de petróleo e solventes de tinta por exemplo esses filtros também se autol limpam eles fazem isso se aquecendo a 300 GC matando qualquer bactéria microrganismos fungo que tenha se acumulado lado eu imagino isso futuramente nos carros agora olha essa bateria da empresa Len que usa uma estrutura 3D de grafeno no ctodo para aumentar a condutividade permitindo carregar e descarregar mais rapidamente além de também reduzir de 50 a 75% o peso recentemente eles anunciaram que vão construir uma fábrica de baterias gigante e Nevada nos Estados Unidos essa empresa também está aplicando grafena em outras áreas como

sensores e em materiais Como concreto e termoplásticos uma subsidiária da empresa Global graphing group também tá desenvolvendo baterias de grafeno estão utilizando ele como camada protetora do ânodo reduzindo peso e volume e estão desenvolvendo tecnologia para usar no ctodo em dezembro de 2023 eles lançaram a empresa na bolsa e bom parece que não tá indo muito bem imagina se o cara que comprou aqui no topo uma outra empresa japonesa tá testando uma bateria com 50% mais vida útil do que as com nanotubos de carbono eles desenvolveram uma solução de grafeno com um polímero que facilita

a aplicação virando um filme Ultra fino isso evita que as camadas finas de grafeno se agreguem como uma folha de papel ele pode ser aplicado por exemplo no material do cátodo das Baterias melhorando A condutividade ou na impressão de trilhas condutoras em eletrônicos essa aqui já é outra da empresa graffin manufacturing group e da Universidade de queensland da Austrália Os experimentos mostraram uma vida útil três vezes maior e carregamento 70 vezes mais rápido do que as baterias de 1 lítio convencionais eles também estão desenvolvendo aplicações para aproveitar a boa condução térmica do grafeno e eles

têm parceria com a com a gigante de mineração Rio Tinto agora olha essa invenção um pouco diferente feito por pesquisadores na Universidade de Cambridge é um dispositivo que se coloca no pescoço e aí ele detecta os movimentos da garganta e transmite para um computador ou alto-falante ele foi feito para ajudar pessoas com dificuldade de fala que passaram por alguma cirurgia ou até como era o caso do Steven Hawking por exemplo esse artigo é de maio de 2024 bem recente ele usa Inteligência Artificial como tudo hoje em dia mas também sensores de grafena incorporado ao tecido

a sensibilidade de detectar as pequenas vibrações da garganta é 40% melhor do que sensores similares cck tem muitos produtos sendo desenvolvidos bastante mesmo eu só falei alguns para ter uma ideia de como ele é aplicado esse gráfico mostra as áreas que tem mais patentes sendo registradas a principal é em materiais compósitos seguido de baterias a e- meios de produção de grafeno E então eletrônicos Dá para ver que cada área dessas tem centenas de patentes sendo registradas cada ano seria Impossível falar de todas aqui dá para ver as principais empresas e de que países são registrando

patentes usando grafeno em eletrônicos algumas são bem conhecidas para nós como a Intel Sony Fujifilm Samsung bastante empresas japonesas nas patentes de eletrônicos mas também Estados Unidos e China aqui as patentes em materiais compósitos presença grande dos Estados Unidos também Japão e Alemanha e essas são as empresas com mais patentes em baterias as que mais depositaram foram a LG E a Samsung da Coreia do Sul seguido pelo Japão E esses são os países que mais submeteram patentes envolvendo o graf Dá para ver que a China e os Estados Unidos estão disparados na frente a Europa

como um todo também o Brasil tem bem poucas mas pelo menos estamos no pário é isso galera passos lentos mas as pesquisas estão acontecendo e diversos produtos já estão sendo desenvolvidos Só poucos ainda disponíveis comercialmente mas se você pensar bem Olha o caso do plástico lá em 1907 já estavam criando a resina em 1912 o pvc para uso comercial aí o Cell fun e por aí vai agora olha esse gráfico de produção anual de plástico no mundo dá para ver que demorou algumas décadas para realmente ser aplicada em larga escala foi a recém a partir

da década de 50 e 60 e aí explodiu nos últimos 20 anos a produção anual mais que dobrou até se quiser ver mais sobre a invenção do plástico ou invenções na história tem um vídeo bem completo mas é assim mesmo quando você descobre o material novo tão impressionante dá um Hype bem grande aí dá uma morrida no assunto enquanto as pesquisas sobre fabricação e aplicação acontecem e aí depois ele vem e muda o mundo essa aqui é a projeção do mercado de grafeno Dá para ver que estão bem otimistas é para crescer quase 10 vezes

até 2031 Se surgir alguma novidade eu trago aqui para vocês e você acha que vai demorar muito ainda para usarmos produtos de grafeno no dia a dia obrigado pela companhia e até a próxima [Música]