Professor Martyn Poliakoff explica o que é o grafeno e porque dois físicos, Andre Geim e Konstantin Novoselov, receberam o Prêmio Nobel de física por estudos realizados com esta estrutura.
Martyn tenta repetir um dos procedimentos realizados por Andre e Konstantin, na obtenção de finas camadas de grafeno, apenas com um adesivo e grafite. Confira o resultado no vídeo abaixo.
O grafeno, uma estrutura planar composta unicamente por átomos de carbono, rendeu um Prêmio Nobel de física para os pesquisadores Andre Geim e Konstantin Novoselov.
Grafeno
Por ser uma estrutura altamente promissora com aplicação em novas tecnologias, o grafeno tem sido alvo de intensas e recentes pesquisas. Como a publicada na edição de hoje da revista Nature.
Zhengzong Sun e colegas da Rice University, no Texas (EUA) conseguiram determinar uma nova metodologia de obtenção controlada de camadas de grafeno, por meio de uso de carbono provindo de fontes sólidas. As técnicas anteriores podiam envolver desde uma descamação mecânica até por meio da transformação de nanotubos em folhas de grafeno.
No artigo eles demonstram a obtenção de grafeno com grande área, de alta qualidade e com espessura controlável, por meio de carbono proveniente de diferentes sólidos – desde filmes poliméricos até pequenas moléculas – depositadas sobre um metal como substrato catalítico, em temperaturas em torno de 800 oC. Tanto um grafeno puro quanto uma estrutura dopada foram obtidas com um processo de etapa única e em um mesmo aparato experimental.
O polímero utilizado foi o polimetilmetacrilato (conhecido como acrílico), e aquecimento, baixa pressão, em fluxo de gás hidrogênio e argônio, por 10 minutos, foram os passos necessários tornar o material em carbono puro e transformá-lo em grafeno. A espessura do material foi controlada facilmente pela mudança do fluxo de gás no aparato.
Zhengzong Sun então testou algo mais trivial. Com apenas 10 miligramas de sacarose (açúcar comum) colocadas em uma folha de 1cm2 de cobre, nas mesmas condições impostas para o acrílico, também foi possível obter um grafeno de boa qualidade. O que foi uma surpresa para Zhengzong, que esperava um material com defeitos devido à alta concentração de oxigênio presente na molécula do açúcar (sacarose).
A dopagem do grafeno com nitrogênio, para alterar suas propriedades condutoras, foi obtida com a adição de melamina (C3H6N6) no método de produção a partir do polimetilmetacrilato.
Molécula de melamina
Depois de tantos sucessos a frustração do grupo de pesquisas foi não ter conseguido, até o momento, um método rápido de crescimento de uma camada de grafeno sobre silício ou óxido de silício.
Growth of graphene from solid carbon sources Nature 468, 549-552 (25 November 2010) doi:10.1038/nature09579
No dia 4 de outubro de 2010 ocorreu um trágico acidente na Hungria, com o vazamento de uma grande quantidade de resíduos do processamento da bauxita, causando a morte de 10 pessoas.
A lama de cor avermelhada é uma mistura de compostos resultantes do Processo Bayer empregado na purificação da bauxita para obtenção de alumina (óxido de alumínio (Al2O3). Esta lama portanto contém as impurezas da bauxita, com presença de titânio, vanádio e óxido de ferro, que confere a cor avermelhada. Algumas fontes alegaram que o material continha também quantidades perigosas de metais pesados, mas tal informação foi negada pela Academia de Ciências da Hungria.
O perigo desta lama estava na sua elevada alcalinidade, apresentando um pH em torno de 13. Isto devido à presença de hidróxido de sódio no resíduo do processo. E por ter chegado a um afluente do Rio Danúbio, resultando em danos significativos para a ecologia da região.
Assista no vídeo abaixo os comentário do Professor Martyn Poliakoff sobre este trágico evento.
Vídeo com legendas em português. Ative pelo botão CC que aparecerá no vídeo.
ATUALIZAÇÃO: O lama deste acidente na Hungria não tem necessariamente a mesma composição e perigo da lama do acidente ocorrido em Bento Rodrigues (MG) em 05 de novembro de 2015.
Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.
O Theodore Gray é um entusiasmado pela química, e escreve regularmente uma coluna para a revista americana Popular Science.
Ele costuma também experimentos pouco tradicionais e que apresentam um certo perigo. Com conhecimento sobre a física e a química, é possível minimizar a chance de algum acidente, mas como ele sempre ressalta, as demonstrações somente devem ser feitas por especialistas e com o máximo de proteção possível.
Na coluna de agosto ele demonstrou como é possível colocar a mão dentro de nitrogênio líquido, que está a uma temperatura de -195 oC, sem muitos danos para a pele.
Apenas alguns instantes a mais em contato com o nitrogênio líquido podem resultar em congelamento e severos danos para a mão.
[Atualização 11 de outubro de 2017: O vídeo original está com problemas de acesso. Alteramos para um vídeo do canal NurdRage]
(sem legenda em português)
Neste experimento a pele da mão de Theodore Gray não congelou pois a imersão foi extremamente rápida, com um curto tempo de exposição. Além disto uma fina camada de vapor de nitrogênio minimizou o contato da pele com o líquido, no que é conhecido como efeito Leidenfrost. Que é o mesmo efeito que observamos quando uma gota de água é derramada sobre uma superfície que está muito quente. A gota de água quase que flutua sobre a superfície, com pouco contato com a placa quente.
