O documento discute a história da descoberta do grafeno e suas aplicações potenciais. Foi inicialmente estudado por Wallace e Hofmann na década de 1960, mas foi em 2004 que Geim e Novoselov isolaram grafeno individual e mostraram seu potencial para substituir o silício. Desde então, pesquisadores vêm trabalhando para desenvolver aplicações como transistores, baterias, telas flexíveis e cabos de internet ultrarrápidos usando grafeno.

2.  Quem descobriu inicialmente o grafeno foi o físico Philip
Russel Wallace, que desenvolveu alguns estudos sobre o
material, posteriormente, em 1962, Urich Hofmann e
Hanns-Peter Boehm deram sequencia aos estudos de Philip,
foram os dois que acabaram dando o nome que
conhecemos ao material, mas também não evoluíram
muito em suas pesquisas.
 O material já era homologado na literatura química desde
1994, mas foi apenas em 2004, estudando possíveis saídas
para o esgotamento da Lei de Moore Andre Geim e
Konstantin Novoselov, dois físicos russos que atuam na
Universidade de Manchester, na Inglaterra, iniciaram
experiências que radicalizariam as possibilidades de
aplicação do grafeno. Isolando partículas cada vez
menores do material, até chegar a dimensões
imperceptíveis a olho nu, os físicos chegaram a um
material, bidimensional, como uma folha de papel,
composto por átomos de carbono densamente alinhados
em uma rede cristalina com formato hexagonal e um
átomo de espessura, com alta condutividade térmica e
elétrica.

3.  Desde então, os físicos se empenharam para
conseguir uma façanha divisora: desenvolver
um transistor, feito à base de grafeno, de
dimensões nanométricas, que possibilitasse
uma aplicação tecnológica capaz de
substituir, com uma infinidade de vantagens,
o silício – grande responsável pelas pequenas
revoluções que vimos surgir de 2000 para cá.
Em 2010, em justo reconhecimento da
comunidade científica, os dois pesquisadores
russos foram agraciados com o Prêmio Nobel
de Física.

4.  Ótimos condutores, com boa mobilidade
eletrônica
 É a substância mais resistente que se
conhece 200 vezes mais resistente que o aço
 O material mais fino do Mundo: um átomo de
espessura
 06 vezes menos denso que o aço(pesa menos)
 Absorção ótica variável 97% de transparência
 Alta condutividade térmica
 Resistência elétrica 100 vezes melhor que o
cobre.
 Propriedades interessantes para experiências
de física moderna

5.  O grafite que conhecemos é composto por várias
camadas de átomos de carbono, e essas camadas que
tornam o material tão resistente, mas como? O
grafite quebra tão fácil! É exatamente por as
camadas de átomos não estarem ligadas que o grafite
é tão fraco, mas se essas camadas forem ligadas de
alguma forma, o material torna-se incrivelmente
resistente.
 Em suas pesquisas, Geim esfregou grafite em uma
placa de vidro com uma camada de oxido, o que lhe
permitiu estudar o material. Assim ele percebeu que
se conseguisse compactar as camadas de carbono
presentes no grafite, faria com que átomos de
carbono formassem redes hexagonais quase perfeitas,
como se fossem colmeias de abelhas, interligadas
umas as outras e tendo apenas um átomo de
espessura, o que explica o fato de o material ser tão
fino.

7.  Extrair substâncias radioativas das soluções de água
 Ecrãs tácteis flexíveis – Colocado sobre um suporte dúctil, o grafeno
pode ser enrolado ou dobrado como uma folha de papel. A Samsung já
iniciou um programa que prevê instalá-lo nos futuros ecrãs tácteis.
 Novos materiais – Os compostos de grafeno podem ser usados na
indústria aeronáutica para obter componentes mais leves.
 Invisibilidade – Possui a capacidade de desviar os raios de luz, o que
poderá servir, a prazo, para tornar “invisíveis” os objectos cobertos por
uma camada do material.
 Microprocessadores , Transistores nanométricos , circuitos
integrados, Ultracapacitores - Os electrons viajam mais depressa no
grafeno do que noutros materiais à temperatura ambiente. Assim, pode
ser utilizado para aumentar a rapidez das comunicações sem fios e para
fabricar computadores mais potentes.
 Painéis solares flexíveis – Os metais convencionais absorvem a luz. O
grafeno, pelo contrário, incorporado num painel solar, irá facilitar o
abastecimento de energia a numerosos dispositivos eletrônicos.

8.  Baterias – Serão fabricados ultracondensadores para armazenar mais energia
do que as baterias convencionais e durante mais tempo.
 Televisores – O grafeno é transparente, pelo que pode ser utilizado para
conferir maior luminosidade e contraste aos ecrãs de televisão.
 Detectores de luz – O grupo liderado por Tomás Palacios no MIT estuda a
forma de utilizar o grafeno para detectar fotões em condições de fraca
luminosidade. Isso permitiria, por exemplo, desenvolver óculos de visão
nocturna extremamente eficazes.
 Condutividade eléctrica – A capacidade do grafeno para transportar
electricidade é superior à dos materiais tradicionais.
 Comunicações ópticas – Segundo uma equipa de investigadores da
Universidade Nacional de Singapura, o grafeno possui a capacidade de
polarizar a luz, uma faculdade que pode ser aproveitada para criar circuitos
fotónicos e sistemas de comunicações de elevada velocidade ou seja cabos de
trafego de dados(Internet) ultravelozes.
 Blindagem magnética, térmica, radiofrequência – A dureza do material leva a
que ele seja especialmente adequado para acrescentar resistência mecânica a
outros materiais. Um colete à prova de bala de kevlar que integrasse
compostos de grafeno seria muito mais leve e resistente do que os actuais.

9.  Os esforços realizados para disseminar a utilização industrial de
nanotubos de carbono de paredes múltiplas e do grafeno contribuíram
para diminuir seu preço de US$ 45 mil o quilograma (kg) no início dos
anos 2000 para aproximadamente US$ 100 o kg em 2012.
 Pesquisadores da Samsung e da Universidade Sungkyungkwan, na
Coreia do Sul, anunciaram em ter descoberto uma técnica para
fabricar grafeno em larga escala e a partir de junho de 2014 foi
anunciado o start da produção do nanomaterial. Este é um dos
avanços mais significativos nas pesquisas com grafeno na história.
Espera-se que esta descoberta acelere a comercialização do grafeno,
o que poderia alavancar a próxima era da tecnologia da eletrônica de
consumo," disse a Samsung em nota.

10.  Smartphone conceito da Philips, feito com
grafeno, que pode ser utilizado como
pulseira

11.  A StoreDot reafirma a possibilidade de recarregar totalmente um smartphone em
apenas alguns segundos e diz que a invenção avança em passos largos para chegar em
2016.
 A tecnologia usada é a mesma: os “nanodots”, partículas descritas como peptídeos
moleculares biológicos, possibilitam um carregamento rápido e uma retenção de carga
mais eficiente graças à nanotecnologia e conceitos aprendidos da própria natureza.
 A companhia conseguiu levantar um investimento de US$ 48 milhões nos últimos
meses, sendo que um dos investidores é uma fabricante de smartphones asiática.
 Um aparelho equipado com as baterias da StoreDot devem custar entre US$ 100 e US$
150 a mais do que o modelo convencional sem ela. Esse componente deve ser capaz
de aguentar 1,5 mil recargas completas antes de apresentar problemas.

12.  Outra pesquisa, essa feita pelos cientistas da Universidade de
Berkeley, na Califórnia, descobriu-se que talvez o segredo não esteja
nos cabos, mas sim nos moduladores de rede – equipamento
responsável por gerenciar o envio dos pacotes na internet.
 No trabalho, liderado pelo professor de engenharia Xiang Zhang, o
grupo de estudo construiu um modulador com capacidade de
transmissão muito superior à dos atuais. De acordo com eles, a
invenção pode elevar a velocidade da transmissão de dados a taxas
que chegam aos 100 terabits.

13.  O grafeno possui 200 vezes mais mobilidade de elétrons do
que o silício usado nos componentes atuais, por exemplo.
Transistores de grafeno não são apenas rápidos – eles são
insanamente rápidos. Eles chegam a um clock de até 427 GHz,
algo muito além do que você consegue com processadores
atuais.

14.  Um grupo de cientistas conseguiu combinar duas das tecnologias mais
promissoras que possuímos atualmente – o grafeno e o armazenamento
holográfico – para criar uma mídia física capaz de armazenar uma enorme
quantidade de dados.
 O resultado, segundo o ExtremeTech, é realmente impressionante. É
possível gravar nada menos que 200 GB por centímetro cúbico; logo,
espere algumas dezenas de terabites disponíveis por disco. Além disso, Min
Gu, o chefe do projeto da Universidade de Tecnologia de Swinburne, na
Austrália, declarou que a forma como o disso opera permite que seus
dados possam ser recuperados mesmo com a mídia quebrada.

15.  Para quem ainda não conhece, os três principais componentes
fundamentais da eletrônica são...O Resistor, o capacitor e o
indutor
 A idéia por trás do memristor foi abordada primeiramente em 1971
pelo professor Leon Chua na Universidade California Berkeley, na
Inglaterra, quando, através de técnicas matemáticas, ele provou a
existência de tal componente. Outros cientistas já haviam proposto
relacionamentos de fluxo de carga não lineares fixos, mas a teoria
de Chua introduziu generalidade ao tema.
 Entrentando, apenas 35 anos após a prova matemática é que houve
a prova prática: os pesquisadores da HP foram os primeiros que
implementaram o memristor, mostrando sua existência no ano de
2006. Dois anos depois, em 2008, a revista Nature publicou a
descoberta da companhia e, em 2009, engenheiros da HP
mostraram que memristores poderiam ser empilhados, sugerindo
que um chip poderia oferecer entre 4 a 8 vezes a quantidade de
memória das tecnologias tradicionais.

16.  O Memristor é, na verdade, uma junção entre a capacidade resistiva
(do resistor) e a memorização (das memórias).
 Como são os memristores? Bom, evidentemente, o memristor é
construído com nanotecnologia, portanto você jamais conseguirá vê-
lo sem o auxílio de um instrumento apropriado. Abaixo você pode
conferir uma imagem que mostra 17 memristores bem de perto.

17.  O memristor tende a revolucionar
completamente a informática. Por ser
um tipo de memória em tamanho nano,
ele ocupa pouquíssimo espaço físico, o
que levará as fabricantes de memória a
investirem nesse ramo. Evidentemente,
além do espaço, o memristor é mais
rápido em todos os sentidos,
principalmente por armazenar os dados
sem a necessidade de energia.

18.  É muito provável que os memristores
sejam o futuro próximo do
armazenamento, porque eles têm uma
capacidade muito maior do que os HDs e
os SSDs.
 Para ter uma ideia, em apenas 1 cm²
será possível armazenar 125 MB, ou seja,
no mesmo espaço de um SSD comum será
possível armazenar aproximadamente
1,5 TB (TeraBytes) ou quem sabe muito
mais.

19.  A HP anunciou em 2005 que seus pesquisadores criaram uma
tecnologia que poderá substituir os transistores como
elemento básico para a construção de equipamentos
eletrônicos. O transistor é uma das maiores invenções
humanas de todos os tempos, sendo o responsável por toda
a revolução da eletrônica, das comunicações e dos
computadores a partir da metade do século passado. O
Crossbar Latch na verdade era um memristor. A experiência
pode ser considerada a primeira a disponibilizar
componentes eletrônicos em nanoescala capazes de
efetivamente substituir a tecnologia do silício.

21.  Antes do seu adiamento, o projeto da Intel conhecido como
“32-core Keifer” tinha previsão para 2010. Isso mesmo, 32
núcleos em um único processador! Embora nada tenha sido
confirmado pela empresa após a mudança de data, ainda sem
previsão, isto mostra que a tecnologia para a elaboração do
componente já está bastante próxima, provavelmente a
empresa esbarrou na complexidade exigida dos demais
componentes. Assim como um processador quad core não
desenvolveria seu potencial ao trabalhar com memórias DDR,
jamais seria possível administrar 32 cérebros simultâneos com
o padrão atual de hardwares. A forma com que o
processamento é lidado pela máquina também precisa evoluir
para se tornar compatível, somente então trabalhar com um
processador de 32 núcleos se tornará uma realidade.

22.  Também é fato que após uma grande disputa com a Intel, a
AMD acabou comprando a ATI (desenvolvedora de placas
gráficas). Consegue imaginar o resultado disto? A resposta
está na fusão CPU-GPU (do processador com a placa
gráfica), chamado pela empresa de AMD Fusion ou
simplesmente Fusion graças a evolução dos componentes
em escala nanométrica.
 Trata-se basicamente em dedicar alguns dos núcleos do
processador central para os cálculos e aplicação de efeitos
dos vídeos e gráficos em 3D, já que os núcleos “genéricos”
desempenham muito mal esta tarefa. Se levarmos em conta
que o setor das GPUs é um dos pioneiros em demanda de
tecnologia, desenvolver um processador híbrido como este
seria capaz de elevar o potencial gráfico a um novo
patamar, e foi.


23.  Vale lembrar que, assim como outras tecnologias baseadas em
silício, a memória flash está aproximando-se dos limites físicos
defasando assim a lei de Moore, do que é possível realizar em
termos de miniaturização e que elas se desgastam após
aproximadamente 100.000 ciclos de leitura e gravação. Testes de
laboratório tem mostrado que os memristores podem lidar com
cerca de um milhão de ciclos de leitura e gravação. A HP e a
Hynix Semicondutores anunciaram recentemente o inicio do
desenvolvimento conjunto de uma tecnologia memristor
chamada ReRAM, que consome um décimo da energia das
memórias flash atuais atingindo mais de 100 vezes sua
velocidade. Dentro de três anos, dispositivos ReRAM podem
começar a substituir memórias de acesso randômico (RAM) e
flash.

24.  Desde que foi descoberto, o grafeno foi considerado um grande
milagre da tecnologia. Ao mesmo tempo, não foram poucos que
tentaram tomar seu posto – e parece que agora temos mais um
competidor de peso dando as caras, segundo a matéria publicada
na revista Nature.
 O material do qual estamos falando chama-se arseneto de cádmio.
Este é, basicamente, um composto com exatamente as mesmas
propriedades condutoras do grafeno; a diferença, porém, é que o
cádmio é um cristal com formato tridimensional, enquanto o
grafeno possui apenas duas dimensões.
 Neste momento, você provavelmente deve estar se perguntando o
porquê de o arseneto ser tão útil – afinal, o grafeno faz mais em
menos espaço, por assim dizer. Mas é justamente aí que está uma
das maiores fraquezas do famoso material: por ter apenas duas
dimensões, não é exatamente fácil produzi-lo em escalas
industriais, e ainda menos adicioná-lo em componentes.
 Com tudo o investimento e pequeno ainda neste nanomaterial pois
muito dinheiro está e já foi aplicado em torno da pesquisa do
grafeno.

25. Esteve em desenvolvimento durante uma década e David Blaauw é o
professor titular do projeto na Universidade de Michigan (Estados
Unidos).
• As formas de comunicação do computador com outros dispositivos é
diferente, afinal de contas não existem formas de acoplar teclados ou
mouses a uma estrutura tão pequena assim.
• A programação dele é feita por meio de luz. Isso mesmo, a emissão
de luz por meio de um operador estroboscópico.

26.  Há diversos profissionais da medicina que já estariam
interessados em maneiras de levar o equipamento de
Michigan para implantes e eletrônicos injetáveis para
pacientes com uma série de doenças — pois ele
poderia triar fotos, ler temperaturas e gravar uma
série de informações acerca das condições de saúde
das pessoas em que ele for conectado.
 Executivos ligados á indústria de petróleo que
estariam imaginando formas de usar o Michigan Micro
Mote em seus mercados — para medições de
qualidade, profundidade e preenchimento de poços e
diversas outras características dos produtos.
 Ele poderia ser usado para “prevenir perdas de
chaves, carteiras e outros pequenos itens”, pois a
conexão de sensores se tornaria bem mais portátil.