Por Bruno Ipaves
Você já viu um favo de mel? Aquele incrível hexágono construído pelas abelhas? Agora, tente imaginar uma "folha" de favos de mel, com espessura milhões de vezes menor que um fio de cabelo humano, porém feita de átomos de carbono -- transparente, flexível e centenas de vezes mais forte que o aço.
Você certamente já teve contato com o grafeno. Sabe a grafite que você usa para escrever? Então, a grafite é formada por várias folhas de grafeno empilhadas umas sobre as outras. De fato, estamos deixando algumas folhas de grafeno no papel enquanto escrevemos.
Para produzir o grafeno, Geim e Novoselov recorreram a um método muito simples: uma fita adesiva foi usada repetidamente para remover camadas da grafite, até restar a folha mais fina possível, com 1 átomo de espessura. Por esse trabalho, ambos foram premiados com o Nobel de Física em 2010.
Este método ainda é utilizado em laboratório. No entanto, outros já foram e estão sendo desenvolvidos tendo em vista a produção em larga escala, que ainda é o maior desafio neste campo.
O grafeno conduz calor e eletricidade melhor que o cobre. Por isso, é ideal para aplicações em dispositivo eletrônico. Dispondo de um material com essas propriedades, podemos, por exemplo, criar celulares e tablets flexíveis, com telas que não quebram. Além disso, o grafeno pode substituir materiais usados na tradicional bateria de íons de lítio, resultando em dispositivos que carregam em segundos e armazenam a carga por mais tempo.
Brasileiros estão pesquisando ativamente aplicações do grafeno. Em 2016, a brasileira Nadia Ayad foi a vencedora da Global Graphene Challenge Competition, uma competição mundial que busca soluções sustentáveis e inovadoras para problemas relevantes. Nadia desenvolveu um sistema de dessalinização e filtragem de água usando o grafeno. O dispositivo, além de reduzir as despesas com energia, poderá garantir a milhões de pessoas o acesso à água potável.
O grafeno foi o primeiro, mas não é o único material 2D. Outros, com diferentes propriedades, já foram desenvolvidos e estudados -- por exemplo, o nitreto de boro hexagonal (hBN) e o dissulfeto de molibdênio (MoS2).
Apesar de todo o seu potencial, o grafeno e demais materiais compósitos não devem chegar ao consumidor enquanto não forem desenvolvidas técnicas economicamente viáveis de produção em escala. Quando estas estiverem disponíveis, teremos acesso a produtos que, hoje, apenas podemos imaginar.