Resumo de uma patente - química geral

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS 
 
 
 
 O GRAFENO É O MINÉRIO DO FUTURO 
 
 
 
 	 
 
 GISELE SOUSA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA 
 CAMPUS: PALMAS 
 MÊS-ANO: MARÇO DE 2021 
 O grafeno é uma estrutura de átomos de carbono com formas de hexágono que formam uma camada que lembram uma colmeia, é um material extremamente fino e leve, além de ser transparente por ser carbono puro. Como o grafite e o diamante ele é impermeável e muito resistente e 200 vezes mais forte que o aço, e por características próprias das ligações entre elétrons ele é um ótimo condutor de eletricidade e calor. 
 
 Propriedades do grafeno 
 
	Leve 
	Um metro quadrado pesa apenas 0,77 miligramas. Um aerogel de grafeno é cerca de 12 vezes mais leve que o ar. 
	Flexível 
	Ele pode expandir até 25% do seu comprimento. 
	Condutor 
	Sua densidade de corrente superior à do cobre. 
	Durável 
	Ele se expande no frio e encolhe no calor. A maioria das substâncias agem de maneira oposta. 
	Impermeável 
	A malha formada por carbonos não permite nem mesmo a passagem de um átomo de hélio. 
	Resistente 
	Cerca de 200 vezes mais forte que o aço. 
	Translúcido 
	Absorve apenas 2,3% de luz. 
	Fino 
	Um milhão de vezes mais fino que um fio de cabelo humano. Sua espessura é de apenas um átomo. 
	Rígido 
	Material mais rígido conhecido, até mais que o diamante. 
 
 
 Há muito tempo cientistas especularam sobre a existência desse material e sobre as possibilidades dele, as primeiras pesquisas sobre o material datam de 1946, mas demorou para ele ser descoberto de forma prática, o grafeno estável e bidimensional foi descoberto acidentalmente em 2004 pelos físicos russos André Geim e Konstantin Novoselov da Universidade de 
Manchester (Reino Unido), a dupla foi capaz de desgastar uma placa de grafite aos poucos usando uma fita adesiva isolando uma camada de átomos no final com uma solução observando sua estrutura restante com um microscópio, essa descoberta garantiu aos pesquisadores, em 2010, o prêmio Nobel de Física. 
 
 
 
 Mas para quê esse material pode ser usado? 
Começando pela tecnologia o grafeno pode ser uma alternativa ao silício, por conduzir eletricidade 200 vezes melhor e mais rápido que ele, permitindo aparelhos mais poderosos e econômicos, o grafeno seria um forte substituto ao silício que praticamente gerou toda a indústria da informática e da eletrônica e a base de vários aparelhos que usamos até hoje. 
 O grafeno pode servir na fabricação de baterias de carregamento super rápido, fibras óticas, cabos, processadores, semicondutores, na geração de energia como parte de painéis solares, os carros elétricos não necessitarão das baterias pesadas de lítio em baixo da carroceria, o grafeno possibilitaria que a própria bateria do carro armazenasse eletricidade reduzindo drasticamente o peso do veículo, um carro com grafeno teria uma autonomia de 1000 km e demoraria apenas 5 minutos para carregar completamente, o grafeno consegue transformar a luz do sol em energia até em dias nublados, um computador feito com esse material teria um processador de pelo menos 2 tera hertz e necessitará de apenas 1% da energia dos processadores atuais, o grafeno pode ser usado na construção de aviões muito mais leves e resistentes, naves espaciais, trajes de astronautas, nas áreas de telecomunicações e nas indústrias aeroespacial, naval, automotiva e civil. 
 
 
O grafeno também pode ser usado na área médica, os metamateriais baseados em grafeno poderiam contribuir para avanços em diversas áreas de neurocirurgia, incluindo: 
Tratamento de Câncer - nanoparticulas de grafeno podem desempenhar um papel na geração de imagens segmentadas do tumor, como possíveis novas abordagens terapêuticas que envolvem fototérmica ou terapias de estimulação elétrica. 
Neurorregeneração - materiais de grafeno podem ser utilizados em novas estratégias para regeneração de tecidos do sistema nervoso para estimular o crescimento de nervos periféricos lesionados. 
Neurocirurgia Funcional – melhores sistemas de vigilância eletrofisiológicos podem ajudar na realização de cirurgias cerebrais em pacientes como doenças como a epilepsia. 
Cirurgia da Coluna Vertebral – hardware baseado em grafeno de alta resistência pode representar a próxima geração de instrumentação para cirurgias de coluna. 
 
Ele é excelente em todos os aspectos e pode ser usado para infinitas aplicações. 
 
 
 
 
 Aplicações do grafeno 
 
	Água potável 
	Membranas formadas por grafeno são capazes de dessalinizar e purificar a água do mar. 
	Emissões de CO2 
	Filtros de grafeno são capazes de reduzir as emissões de CO2 ao separar gases gerados por indústrias e comércios que serão rejeitados. 
	Detecção de doenças 
	Sensores biomédicos muito mais rápidos são feitos a base de grafeno e podem detectar doenças, vírus e outra toxinas. 
	Construção civil 
	Materiais de construção, como betão e alumínio, se tornam mais leves e resistentes com a adição de grafeno. 
	Beleza 
	Coloração de cabelo pela pulverização de grafeno, cuja duração seria em torno de 30 lavagens. 
	Microdispositivos 
	Chips ainda menores e mais resistentes devido à substituição do silício pelo grafeno. 
	Energia 
	Células solares têm melhor flexibilidade, mais transparência e diminuição dos custos de produção com o uso de grafeno. 
	Eletrônicos 
	Baterias com melhor e mais rápido armazenamento de energia podem recarregar em até 15 minutos. 
	Mobilidade 
	Bicicletas podem ter pneus mais firmes e quadros pesando 350 gramas com o uso de grafeno. 
 
 
 A sua extração ainda é algo difícil e caro, um dos métodos se chama disposição química por vapor (CDV), nesse processo é injetado um gás de hidrocarboneto em um ambiente que tenha uma folha de metal, em seguida esse ambiente é aquecida e os carbonos se ligam entre si formando uma estrutura, que é o grafeno, mas esse experimento resulta em uma qualidade menor do que a desejada, em outra forma de extração, usa-se ultrassom e dois metros de esfoliação, um químico e o outro mecânico, no primeiro se usa gases de alta pressão enquanto o segundo é comparado ao da fita adesiva mas com outros matérias e em condições mais seguras em um laboratório. 
 
 O Brasil tem uma das maiores reservas mundiais de grafite, ou grafeno também, o nosso país fica ao lado da China e do Canadá, assim como no caso do nióbio a matéria prima não 
falta. As reservas naturais de grafite chegam a 45% do total mundial, com a matéria-prima abundante, o Brasil também investe em pesquisas na área. O primeiro laboratório da América Latina destinado à pesquisas com grafeno está localizado no Brasil, na Universidade Presbiteriana Mackenzie em São Paulo, chamado de MackGraphe. 
 
Em resumo o grafeno é um mineral de muito potencial e possibilidades na tecnologia, eletricidade e muitas outras áreas, ainda que sua extração seja difícil, em um futuro próximo esse material poderá ser usado em todos os setores da indústria, trazendo consigo a vantagem de termos uma energia limpa e renovável e a preservação do meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (Technological mapping of graphene obtained by chemical vapor deposition on academic bases and patent bases: a case study 
 
 https://patents.google.com/patent/EP3030693B1/en?q=Graphene&oq=Graphen e&page=11 
P3030693B1 
Novoselov, K.S, Geim, A.K., Morosov, S.V., Jiang, D., Zhang, Y., Dubonos, S.V., Grigorieva, I.V. & Firsov, A.A. (2004). 
 
Wolters Kluwer Health, Graphene has potential to reshape neurosurgery. 
Disponivel em: http://www.nanowerk.com/nanotechnology- news/newsid=35339.php 
 
https://youtu.be/-mXUkG-RYFQ
 https://www.todamateria.com.br/grafeno/ table informationGraphene is nowadays a material of undeniable relevance worldwide, mainly due to its uncountable possible applications, especially as a semiconductor material. This work aims to perform a strategical analysis of technological information by exploring academic and patent information, using technological prospection on graphene produced by CVD process. The study was based on predefined databases, keywords, IPC codes and period of interest. The results brought to light the importance of academic and patent information to market and technological trends analyses. Keywords: graphene, chemical vapor deposition, technological forecasting, technological mapping. 
 
 
Robert Angus William DRYFE, Ian Anthony Kinloch, Amr M. ABDELKADER ; Production of graphene and graphane.