O grafeno sintético, especialmente quando produzido por deposição química de vapor (CVD), possui uma vasta gama de funções devido às suas excepcionais propriedades físicas e químicas.
Estas propriedades incluem uma elevada mobilidade de electrões, condutividade térmica, condutividade eléctrica, resistência mecânica e transparência ótica.
Estas caraterísticas permitem que o grafeno seja utilizado em várias aplicações, tais como eletrónica, compósitos, membranas e tecnologias de energias renováveis.
6 Principais aplicações do grafeno sintético
1. Eletrónica
A elevada mobilidade dos electrões e a condutividade eléctrica do grafeno fazem dele um material ideal para dispositivos electrónicos.
Pode ser utilizado em transístores, onde a sua elevada mobilidade de portadores garante velocidades de comutação rápidas, cruciais para a computação de alto desempenho.
Além disso, a transparência e a condutividade do grafeno também o tornam adequado para utilização em películas condutoras transparentes, essenciais para ecrãs tácteis e ecrãs.
2. Compósitos
Devido à sua elevada resistência mecânica e flexibilidade, o grafeno pode melhorar as propriedades mecânicas dos materiais compósitos.
Quando incorporado em polímeros, pode melhorar a sua resistência, durabilidade e propriedades térmicas, tornando-os adequados para aplicações que vão desde a indústria automóvel à indústria aeroespacial.
3. Membranas
A espessura atómica do grafeno e a sua impermeabilidade aos gases fazem dele um material promissor para a criação de membranas ultra-finas.
Estas membranas podem ser utilizadas em sistemas de purificação de água, separação de gases e como barreiras em dispositivos electrónicos, melhorando o seu desempenho e durabilidade.
4. Tecnologias de energias renováveis
A elevada área superficial e a condutividade do grafeno fazem dele um componente valioso em dispositivos de armazenamento de energia, como baterias e supercapacitores.
Pode também aumentar a eficiência das células solares, melhorando a recolha de portadores fotogerados.
5. Sensores
A elevada sensibilidade do grafeno a alterações no seu ambiente, devido à sua grande área de superfície específica e excelentes propriedades eléctricas, torna-o um material eficaz para sensores químicos e biológicos.
Pode detetar alterações mínimas nas concentrações químicas ou nas moléculas biológicas, o que o torna útil em diagnósticos médicos e na monitorização ambiental.
6. Gestão térmica
A elevada condutividade térmica do grafeno torna-o um excelente material para aplicações de gestão térmica, como a dissipação de calor em dispositivos electrónicos e materiais de interface térmica.
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Em resumo, as propriedades únicas do grafeno sintético permitem a sua utilização numa vasta gama de aplicações, desde o aumento do desempenho dos dispositivos electrónicos até à melhoria da eficiência das tecnologias de energias renováveis.
O desafio reside na otimização dos métodos de produção para garantir grafeno de alta qualidade com o mínimo de defeitos e contaminantes, o que é crucial para a realização de todo o seu potencial nestas aplicações.
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