Fernando Sato e Saif Ullah desenvolveram material muito mais estável, que não se degrada rápido e tem uma alta reatividade química. (Foto: Gustavo Tempone)
Filtrar e desintoxicar a água, recarregar baterias, desenvolver músculos artificiais e tirar fotos: essas são apenas algumas das aplicações do grafeno, material formado por uma camada fina de grafite – esse mesmo que utilizamos para escrever. Resistente, leve, transparente, elástico e bom condutor de energia e calor, o grafeno é apontado como a matéria prima do futuro. Alinhada a essa tendência, um grupo de pesquisadores, buscando uma iniciativa inédita, acrescentou três elementos à estrutura do grafeno e encontrou resultados promissores. A pesquisa foi destaque de capa da ChemPhysChem, revista europeia de divulgação científica.
Segundo Fernando Sato, professor orientador do projeto, é muito difícil mapear as posições dos em que os dopantes (elementos adicionados a uma substância pura, que alteram as suas propriedades) entrarão no grafeno. “Isso porque são diversas as possibilidades de substituição em sua estrutura. Os resultados obtidos até o momento são favoráveis à continuidade das pesquisas na área, tendo em vista que o objetivo é obter produtos facilmente sintetizados e com propriedades de interesse para a indústria.”
Saif Ullah, estudante paquistanês da Pós-Graduação em Física e responsável pelo estudo, conta que os materiais encontrados apresentam diversas vantagens. “O grafeno já tem propriedades interessantes, mas a partir desses estudos, nós podemos modular algumas características”, afirma. “Nós encontramos um material muito mais estável, que não se degrada rápido e tem uma alta reatividade química.” Isso significa que é bom para a catálise – processo para aumentar a velocidade de uma reação química – e, portanto, reduz custos e o tempo de análise.
Segundo os pesquisadores, esses resultados representam uma nova era da pesquisa com grafeno. “Nós descobrimos, por exemplo, que a energia de formação é baixa, muito menos do que com uma ou duas dopagens”, conta Saif. “Os estudos passam a utilizar três dopantes para descobrir essas novas propriedades.”
Para realizar a pesquisa, Saif selecionou o Boro (B) e o Nitrogênio (N) como dois dopantes base e realizou testes acrescentando Alumínio (Al), Silício (Si), Fósforo (P) e Enxofre (S), elementos baratos e fáceis de serem encontrados. Foram quase seis meses só de cálculo, conta Sato. “É um processo demorado e caro. Foram submetidas uma média de 332 estruturas para análise, por meio de computação de alto desempenho”.
De acordo com Sato, a pesquisa também é uma forma de comprovar a importância do investimento em ciência de base. “É difícil falar de ciência de base para a população, mas é necessário que as pessoas percebam a importância de se investir nessa área, porque, como o próprio nome já diz, ela serve de base para uma série de inovações. Buscamos aplicar tecnologia para melhorar os produtos.”