O grafeno é um material bidimensional, constituído por uma única camada de átomos de carbono dispostos numa estrutura hexagonal. Esta estrutura confere ao grafeno as suas propriedades únicas, tais como elevada condutividade eléctrica e térmica, flexibilidade e transparência ótica.
Estrutura bidimensional: O grafeno é um material de camada monoatómica, com uma espessura de apenas 0,34 nm. Os átomos de carbono estão firmemente empilhados numa estrutura em favo de mel, com uma distância interatómica de 1,42 Å. Esta disposição bidimensional é a razão fundamental para as propriedades excepcionais do grafeno.
Propriedades únicas: A estrutura bidimensional do grafeno permite-lhe ter uma área superficial específica teórica significativa (2630 m2/g), uma mobilidade eletrónica ultraelevada (~2 × 105 cm2/Vs), um módulo de Young elevado (1 TPa) e uma condutividade térmica excecional (3500-5000 W/mK). A sua condutividade eléctrica é também notável, com uma densidade de corrente crítica de 108 A/cm2.
Aplicações: As propriedades únicas do grafeno tornam-no adequado para várias aplicações, incluindo eletrónica, compósitos, membranas e tecnologias de energias renováveis da próxima geração (por exemplo, células solares). No entanto, a produção em massa de grafeno de alta qualidade, com poucos ou nenhuns contaminantes ou defeitos e com grandes dimensões de grão a um custo razoavelmente baixo, continua a ser um desafio.
Métodos de produção: Foram desenvolvidos vários métodos de produção de grafeno, incluindo a esfoliação mecânica, a esfoliação em fase líquida, a sublimação de carboneto de silício (SiC) e a deposição química de vapor (CVD). O grafeno CVD refere-se ao grafeno produzido pelo método CVD, o que o diferencia de outras formas de grafeno. O CVD é um método eficaz para obter grafeno de qualidade, embora possa resultar numa elevada resistência da folha, afectando o desempenho dos dispositivos electrónicos orgânicos que utilizam eléctrodos transparentes à base de grafeno.
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