Grafeno abre espaço para inovação e empresas investem em pesquisa

De casa às grandes indústrias mundiais, muito do que se usa ou se produz hoje tem base no aço, um dos materiais mais resistentes que se tem notícias. Mas esse título está ameaçado, segundo especialistas, já que um novato promete aliar alta performance com custo-benefício: trata-se do grafeno.

Produzido a partir de átomos de carbono puro, o material é um elemento químico que tem fabricação complexa, mas desempenho elevado. Para se ter ideia, uma placa de grafeno é milhares de vezes mais fina que uma folha de papel ou que um cabelo humano. Por outro lado, é até cem vezes mais resistente que uma chapa de aço.

A história do grafeno não começou agora. O material é estudado há, no mínimo, 70 anos. Sua relevância para a produção industrial, que aumentou nas últimas duas décadas, deu novo status ao material. Graças as suas características, a pesquisa pelos potenciais usos do elemento tem sido assunto em diversos lugares do mundo e em setores dos mais diferentes, da telecomunicação ao automotivo.

Conforme explica Alexandre Correa, CEO da Gerdau Graphene (GGBR4), divisão que incorporou o grafeno na gigante do aço, o material tem cinco grande propriedades: resistência, leveza, sustentabilidade, proteção e boa condução térmica. Por isso, a companhia tem trabalhado para descobrir quais os benefícios que a matéria pode trazer aos produtos já desenvolvidos e como ele pode contribuir na otimização da produção e da venda desses itens.

“O importante é saber o que se quer dele e, a partir disso, trabalhar quimicamente para alcançar esse benefício. Uma tinta com grafeno vai durar muito mais tempo na chuva, pois ela protege contra a água, logo, contra oxidação e ferrugem. Se for uma tinta de piso, como temos na Gerdau, quanto mais se esfrega, mais tempo dura porque ela cria resistência mecânica para aguentar abrasão”, explica Corrêa.

Embora não trabalhe efetivamente na produção do item, a empresa criou a divisão para pesquisar o que pode ser aprimorado com o produto. “A Gerdau Graphene é uma marca que entrega um produto que o cliente está acostumado a ter, mas usando o grafeno para dar um ganho de performance”, define.

Brasil tem terceira maior reserva de grafeno

Potência na produção de vários minerais, o Brasil replica essa característica também no tratamento do grafite. Segundo informações do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS, na sigla em inglês), o país tem a terceira maior reserva de grafite do mundo e, por isso, tem vantagem na corrida por este que é considerado o mineral do futuro.

Para a consultoria Reportlinker, até 2030, o grafeno deve movimentar até US$ 2,1 bilhões (cerca de R$ 11 bi) ao redor do planeta, um número que pode ser ainda maior, a depender da velocidade com que são descobertas novas aplicações. O estudo credita à indústria eletrônica a maior parte deste montante, sobretudo porque o material oferece a flexibilidade que o setor busca para aprimorar a indústria eletrônica.

Nesta linha, a Ford (FMDO34) está empenhada em incorporar a matéria em suas fábricas pelo mundo para aproveitar o que de melhor ele pode proporcionar. No Brasil, a montadora mantém um Centro de Desenvolvimento e Tecnologia, em parceria com a Universidade de Caxias do Sul, para estudar a substância, acreditando que ela seja capaz de ampliar o desempenho dos componentes eletrônicos de seus automóveis.

Uma das vertentes que o laboratório tem trabalhado é no campo das baterias para veículos elétricos, que, além de caras, ditam o rendimento e a autonomia de um automóvel na pista. Rodrigo Polkowski, especialista técnico em grafeno da Ford, explica que o material é leve e um ótimo condutor de calor e eletricidade, portanto, discute-se a possibilidade de usá-lo para diminuir o tamanho do dispositivo elétrico mantendo a mesma performance.

“Se eu tenho um equipamento com grande eficiência, consigo diminuir o tamanho dele mantendo o mesmo desempenho, eu uso menos material. Nesse caso, torno tudo mais leve, consigo fazer o carro andar por muito mais tempo e dou mais autonomia ao motorista”, comenta Polkowski, que também é doutor em engenharia de materiais pela Universidade Federal do Sergipe.

“São linhas de pesquisas em que já se trabalha e se tem muitas publicações. Estamos super animados, especialmente por sermos brasileiros envolvidos nesse processo, já que somos um dos maiores produtores de grafeno. É importante abraçar, promover e incentivar a pesquisa deste material porque estamos com o ‘ouro’ nas nossas mãos”, finaliza.

Produção e aplicação ainda é complexa

O grafeno está dentro da chamada nanotecnologia, processo científico que manipula elementos em escala mínima, por vezes quase invisível. Essa é a área que estuda, por exemplo, os smartphones dobráveis, torcidos e até transparente. Há estudos que preveem, ainda, o uso do material para viabilizar a produção de aparelhos biônicos.

Apesar dos benefícios aparentes, esse campo da ciência sofre com a falta de técnicas que permitam a manuseio adequado dos materiais na proporção necessária para chegar ao resultado desejado. Diversas empresas buscam saídas para a produção da matéria em uma medida que seja viável comercialmente.

Além disso, por ser considerado parte de uma nova tecnologia, só agora estão sendo criadas regulações para definir o que exatamente é o grafeno e qual deve ser a composição para que um elemento seja considerado como tal. Recentemente, a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) publicou a primeira norma nacional sobre o assunto, traduzindo um padrão internacional para o material que contou com a participação de cerca de 30 países.

Correa, da Gerdau, que também coordena a Comissão de Nanotecnologia da ABNT, destaca que sempre houve lacuna entre a produção do grafeno e a utilização dele pela indústria. No entanto, destaca que as normas chegam para estabelecer o que o material deve conter, de acordo com as subdivisões, e dar maior segurança para quem vai vender e  comprar o material.

“Quando se lança um material novo é preciso criar normativas específicas, que começam pela nomenclatura e vão até a qualidade do produto”, pontua. “É uma série de regras para que se consiga gerenciar a cadeia de fornecimento, em um movimento global, encabeçado pela ISO, na Suíça, mas que cada país tem a sua própria organização”, finaliza.