Evento promovido pelo TecnoUCS apontou perspectivas na produção de celulares, tablets, notebooks, tintas, filtros, cimento, equipamentos de segurança e até em medicina regenerativa. Material derivado do carbono é o mais leve, fino e resistente que existe.

Baterias de telefones celulares carregadas em minutos; dispositivos com capacidade multiplicada de armazenamento e processamento de dados; sistemas de transmissão de sinais muito mais eficientes; painéis solares ultrapotentes; roupas com isolação térmica; tintas para ambientes externos com altíssima durabilidade; e filtros capazes de limpar águas contaminadas com óleos quase integralmente. Essas são algumas das possibilidades, em distintas áreas de uso, que universidades e empresas ao redor do mundo vislumbram com a aplicação do grafeno em produtos presentes no cotidiano de milhões de pessoas.

Com o intuito de inserir as empresas da região entre aquelas que podem fazer uso dessa tecnologia, o Parque de Ciência, Tecnologia e Inovação da Universidade de Caxias do Sul – TecnoUCS promoveu, na quinta, dia 14, o seminário Grafeno: Uso Industrial, Aplicações e Perspectivas. O encontro, na sede administrativa do TecnoUCS, no Bloco 59 do Campus-Sede, reuniu cerca de 70 pessoas entre representantes de empresas, entidades, lideranças regionais e comunidade acadêmica. A coordenação foi do professor Diego Piazza, docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos e Tecnologias e coordenador do Laboratório de Polímeros da UCS.

Uma das formas alotrópicas do carbono, caracterizada pela organização hexagonal dos átomos, o grafeno é produzido em laboratório, derivado do grafite. Apresenta altíssima condutividade elétrica, dissipação térmica e resistência mecânica, sendo o material mais fino, leve e resistente que existe.

O seminário também foi cenário para assinatura de um convênio entre a UCS e a Universidade Mackenzie, de São Paulo. O acordo de cooperação prevê o desenvolvimento conjunto de projetos de pesquisa, conhecimento, treinamento e capacitação de pessoas em pesquisas avançadas sobre o grafeno.

Produtos com apelo mundial
Em seguida, o diretor do MackGraphe – Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomateriais e Nanotecnologia, professor José Augusto Pereira Brito, apresentou dados obtidos em pesquisas internacionais sobre as propriedades do material, cuja adição em compósitos pode resultar em aplicações nas mais diversas áreas, especialmente de alta tecnologia.

A elevada condutividade elétrica, por exemplo, traz como potencialidade a produção de baterias, capacitores e sensores com desempenho e durabilidade muito superior aos atuais – já existem protótipos de baterias de celular carregáveis em até seis minutos. A condutividade também pode resultar em cabos de fibra ótica com multiplicada capacidade de transmissão de dados.

O desafio, segundo Brito, é reduzir o curso de produção do grafeno, hoje superior a 100 dólares o grama, para torná-lo componente industrial economicamente viável. Para tanto, o especialista apontou a necessidade de coparticipação de universidade, empresas e poder público para viabilizar projetos de desenvolvimento em novas tecnologias, com foco no mercado global. “Não pensem só na região, mas em fazer a diferença no mundo”, recomendou.

Futuro de oportunidades
A produção e perspectiva de utilização do grafeno no mercado mundial foram destacados na apresentação do pesquisador do Centre for Advanced 2D Materials, da Universidade Nacional de Singapura, Prof. Dr. Ricardo Vinicius Bof de Oliveira, ex-docente da UCS.

A partir de dados sobre a normatização internacional da produção do material, hoje feita por cerca de mil fabricantes no mundo, Oliveira destacou as principais aplicações industriais do grafeno na atualidade: devido à alta condutividade elétrica e à condutividade térmica dez vezes maior que a do cobre, o grafeno vem sendo usado em eletroeletrônicos e em componentes de aeronaves. Já a alta resistência resulta no aproveitamento pela construção civil, na produção de cimento mais leve e resistente.

Essas demandas dão base para as oportunidades comerciais futuras com o uso do grafeno, sendo a principal a utilização em compósitos substitutos de metais (para maior dissipação térmica e condutividade elétrica), baterias para eletrônicos, automóveis e aviões, filtros, capacitores, tintas para ambientes externos, lubrificantes, sensores, plásticos e polímeros.

Pesquisas na UCS desenvolvem aplicações em eletrônicos, solventes, segurança militar e medicina regenerativa.

Três professores da UCS apresentaram pesquisas feitas na Universidade sobre o material. O professor Tiago Cassol Severo, doutorando em Nanotecnologia e coordenador do Núcleo de Apoio ao Ensino de Física do Campus Universitário da Região dos Vinhedos, apresentou os estudos com óxido de grafeno para a produção de supercapacitores, componentes utilizados em circuitos eletrônicos. O intuito é melhorar a capacidade de processamento de dados e a memória de dispositivos como telefones celulares, tablets e notebooks, bem como o aumento da velocidade de carga e de armazenamento das baterias.

O professor Otávio Bianchi, pesquisador dos programas de pós-graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais e em Ciências da Saúde, discorreu sobre pesquisas e aplicações futuras nas áreas de materiais e da saúde. Entre as perspectivas está a criação de hidrogéis híbridos de poliuretano com grafeno, capazes de modular ambientes químicos de células. Isso abriria condição de uso na medicina regenerativa, contribuindo até mesmo com a recomposição de tecidos do corpo humano.

Já o professor Ademir José Zattera, coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos e Tecnologias, apresentou pesquisas realizadas dese 2005 com nanoestruturas de carbono aplicadas em polímeros. Com a introdução do grafeno, os estudos mostram o aumento de qualidade, eficiência e resistência de telas touchscreen, células solares e solventes – cuja capacidade de absorção de óleos é triplicada com a adição do grafeno. Outro estudo com a aplicação do material em aerogéis pode dar origem a tecidos inteligentes, gerando vestimentas com elevada capacidade de isolação térmica. Por fim, a UCS já realiza, para o Exército brasileiro, pesquisas para a inserção de grafeno em coletes e capacetes, visando ao aumento da resistência a impacto destes equipamentos de segurança.

Fotos: Claudia Velho