Research & Education

Fev 1, 2018

NOVAS FUNÇÕES, NOVOS HORIZONTES

Já escrevemos, sobre esse material milagroso emergente chamado grafeno nas páginas desta revista. Este já provou ser o mais incrível de todas as novas descobertas e materiais da ciência. E parece que ainda nem começámos a entender o seu potencial...

Por MARCEL COMÈS

Uma nova pesquisa de físicos na Universidade de Arkansas, Estados Unidos, levou os investigadores ao desenvolvimento de um gerador de energia de nano-escala, que poderia, potencialmente, usar o movimento de moléculas de grafeno para gerar energia pura, limpa e ilimitada.

Os investigadores chamaram-lhe Colhedora de Energia de Vibração, e sustentam que é a prova final que materiais bidimensionais podem ser uma fonte de energia.

A ideia surgiu de uma observação apurada de alguns movimentos microscópicos em folhas de grafeno, que é feito de uma única camada de átomos de carbono. Depois de colocar as folhas sobre uma estrutura de cobre, a equipa recolheu imagens com um microscópio.

Além disso, os investigadores estreitaram seu foco e separaram cada imagem em sub-imagens. O que encontraram é uma descoberta surpreendente para a actual física.

Esta análise mostrou que o grafeno ia ondulando, lançado para cima e para baixo através de uma combinação de movimentos pequenos e grandes movimentos aleatórios conhecidos como Lévy Flights.

Porque é que isto é uma descoberta tão surpreendente? Porque é a primeira vez que tal movimento é observado n um sistema inorgânico, de escala atómica. Os investigadores concluíram que estes movimentos se devem ao calor ambiente da temperatura da sala.

Já era sabido que os átomos de grafeno vibram em paralelo, o que os torna diferentes das vibrações aleatórias das moléculas de um líquido.

Paul Thibado, um professor de física da Universidade de Arkansas e líder da equipa de investigação, disse que "esta é a chave para usar o movimento de materiais 2D como fonte de energia colectável. As vibrações em paralelo causam ondulações na folha de grafeno, do qual podemos aproveitar energia utilizando as mais recentes tecnologias".

Isso foi antes dos investigadores projectarem um pequeno gerador para fazer isso. O dispositivo confirmou as teorias dos investigadores e poderia levar a um impacto drástico sobre o acesso à energia limpa e ilimitada, alimentado exclusivamente pelo calor disponível de um quarto simples. Mas, as hipotéticas aplicações de tal descoberta, poderiam significar uma das maiores revoluções no mundo tecnológico.

Actualmente, a equipa trabalha em vários testes para provar, sem sobra de dúvida, a sua eficiência e provar a larga gama de possibilidades tecnológicas.

Uma aplicação potencial é em dispositivos médicos. Os implantes médicos actuais exigem muitas vezes baterias. E, enquanto estas baterias são de longa duração, um dispositivo de auto carregamento que se baseia em movimentos microscópicos de grafeno poderia permitir aos dispositivos serem menores e mais eficazes a longo prazo.

Isto poderia estender-se a várias aplicações biomédicas. Aplicações microscópicas e de auto-alimentação poderiam ser extremamente úteis para dispositivos de audição, que muitas vezes exigem alterações frequentes, caras e volumosas de baterias. Pacemakers e sensores diários também poderiam melhorar com esta tecnologia.

O grafeno poderia também alimentar tecnologias não-médicas diárias. Desde a moda do grafeno "inteligente" até tradutores de orelha e cripto-moeda utilizável, dispositivos que se misturam com o nosso movimento e formas orgânicas estão a tornar-se cada vez mais populares e mais capazes.

Enquanto esta aplicação original de grafeno é nova e ainda tem que ser provada, Thibado e sua equipa continuará a explorar o potencial do material original como uma fonte de energia limpa e ilimitada. Tal fonte de energia significaria uma mudança de regras, e poderia significar um avanço incomensuravelmente nas tecnologias que se estão a tornar mais compatíveis com nossa própria biologia humana.

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