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o grafeno material com a espessura de um
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átomo de carbono um milhão de vezes mais
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fino e uma folha de papel é um material
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mais leve feito pelo homem e também o
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mais forte
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cerca de 200 vezes mais forte que o aço
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é flexível elástico com elevado grau de
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transparência e quando o calor duas
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vezes melhor que o diamante eletricidade
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melhor que o cobre ou ouro ele
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revolucionar a indústria de eletrônicos
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possibilitando por exemplo a construção
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de baterias com carga outra rápida e de
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longa duração telefones flexíveis e
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quase transparentes e computadores
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ultrarrápidos uma folha de grafeno que
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tem um átomo de espessura poderia
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agüentar o peso de um elefante sem se
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romper um fio de grafeno mais fino que
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um fio de cabelo poderia segurar o peso
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de um piano
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você já deve ter ouvido falar do grafeno
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mas é com todo esse potencial efeito de
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um material tão comum como grafite da
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ponta de um lápis porque não estamos
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usando ele em todas essas aplicações em
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escala industrial
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vamos ver como o grafeno mudará o mundo
00:01:12
como conhecemos e por que isso ainda não
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aconteceu
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as aplicações do grafeno são incontáveis
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o grafeno é melhor condutor elétrico
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conhecido com isso os componentes
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metálicos nos dispositivos eletrônicos
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poderão ser substituídos por o grafeno e
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como ele também é extremamente leve e
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flexível será possível construir por
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exemplo celulares e computadores que
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poderão ser enrolados como o jornal ou
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ainda alguma tecnologia integrada nas
00:01:47
roupas podendo por exemplo reagir às
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condições de temperatura do ambiente
00:01:53
outra aplicação seria melhorando as
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tradicionais baterias de ião-lítio
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tornando as muito mais leves flexíveis
00:01:59
com maior duração e com carga muito mais
00:02:02
rápida
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atualmente uma bateria com grafeno
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apresentada ao mercado pela empresa
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grafeno ano promete entregar uma
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autonomia aos carros elétricos de 800 km
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carregando 33 vezes mais rápido que uma
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bateria tradicional demorando minutos
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em comparação o modelo s da tesla tem
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autonomia de 400 a 600 quilômetros
00:02:25
as propriedades do grafeno também
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permitirão produzir supercapacitores
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muito melhores
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uma bateria armazena energia elétrica de
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forma química um capacitor armazena
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diretamente na forma de campo elétrico
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isso permite à carga e descarga muito
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rápida
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em segundos o mini segundos já um
00:02:43
supercapacitor consegue armazenar muito
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mais energia e por muito mais tempo que
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o capacitor normal e também fazer essa
00:02:50
carga e descarga de enormes quantidades
00:02:52
de energia de forma ultra rápida coisa
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que como a bateria normal não é possível
00:02:57
um supercapacitor de grafeno ter essas
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propriedades enormemente amplificadas
00:03:03
imagina o celular carregando e seguros
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um carro elétrico esportivo com grande
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poder de aceleração o que exigiria uma
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descarga enorme de energia em pouco
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tempo com o supercapacitor de grafeno
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será possível armazenar energia na casa
00:03:18
de um notebook ou no próprio chassi do
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carro ao invés daquelas grandes e
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pesadas baterias será possível até
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armazenar energia nas roupas ou em algum
00:03:27
dispositivo colocado sobre a pele ainda
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inúmeras outras aplicações para o
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grafeno como a filtragem das impurezas
00:03:35
da água e para dessalinização da água do
00:03:38
mar utilizando quase a metade da energia
00:03:40
dos processos atuais por ser também um
00:03:44
excelente condutor térmico será possível
00:03:46
resfriar muito melhor os componentes
00:03:48
eletrônicos evitando a deterioração
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reduzir as perdas e melhorando a
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segurança como o grafeno conduz
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eletricidade 250 vezes melhor que o
00:03:58
silício poderá ter uma capacidade de
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processamento muito maior
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estudos realizados com transistores de
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grafeno mostrar no fim um processador de
00:04:07
grafeno poderá ter um processamento de 2
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terra hertz gastando apenas 1% da
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energia dos atuais
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atualmente os melhores processadores
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chegam a 5 giga-hertz já estão em torno
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disso faz alguns anos e esse tipo de
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processador de grafeno também é bem
00:04:24
menor permitindo a miniaturização
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são de dispositivos e como o grafeno
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conduz muito bem o calor o seu notebook
00:04:31
não precisará nem de cooler estudos
00:04:34
também já estão sendo realizados na
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produção de coletes balísticos feitos
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com poucas folhas de grafeno sendo muito
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mais forte que o carver além de
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infinitamente mais leves e maleáveis
00:04:44
o óxido de grafeno também é muito bom e
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absorver resíduos radioativos
00:04:49
pesquisadores descobriram que pedaços
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microscópicos de óxido de grafeno se
00:04:54
ligam a contaminantes radioativos
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transformamos em aglomerados que podem
00:04:59
ser facilmente conectados
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o grafeno também tem um incrível
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potencial de aplicações quando combinado
00:05:06
com outros materiais
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você combinar grafeno com tintas à
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ferrugem será coisa do passado
00:05:12
a tinta poderia até ser preparada para
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conduzir eletricidade
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o grafeno pode ser um componente chave
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na construção de músculos artificiais se
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revestir o grafeno com polímero o
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material irá se expandiram contrair ao
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se aplicar uma corrente elétrica ou como
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no caso deste vídeo se revestir nylon
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com grafeno e aplicar um feixe de luz
00:05:34
ele também se comporta como um músculo
00:05:36
artificial as características de
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transparência e alta condutividade
00:05:41
elétrica e térmica também torna o
00:05:43
grafeno um ótimo material para aplicar
00:05:45
em painéis fotovoltaicos para aumentar a
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sua eficiência principalmente óxidos de
00:05:50
grafeno que é mais transparente e com um
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dos mais corrente elétrica
00:05:54
algumas pesquisas aplicando grafeno em
00:05:57
painéis fotovoltaicos já possibilitou
00:05:59
gerar energia em dias chuvosos
00:06:02
as folhas de grafeno separam os íons
00:06:04
positivos da água da chuva que se ligam
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com a camada de grafeno com elétrons já
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presentes formando um tipo de capacitor
00:06:11
carregado seria impossível construir uma
00:06:14
aeronave só com grafeno porque ele não é
00:06:17
o material rígido mas é possível
00:06:19
incorporar ele em algumas partes da
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estrutura
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incorporando ele há outros materiais por
00:06:24
exemplo incorporar o grafeno plástico
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que segura as fibras de carbono nas asas
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das aeronaves reduzirá drasticamente o
00:06:31
peso aumentando a autonomia e também a
00:06:34
sua resistência tornando a muito mais
00:06:36
segura as suas propriedades elétricas
00:06:39
também ajuda
00:06:40
a reduzir os danos provocados por raios
00:06:42
nas aeronaves
00:06:44
as aplicações do grafeno na biomedicina
00:06:46
também são inúmeras como próteses e
00:06:49
tecidos artificiais e até na produção de
00:06:51
preservativos
00:06:54
recentemente cientistas também
00:06:55
descobriram que ao sobrepor duas camadas
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de grafeno rotacionando 1.2 grau entre
00:07:01
elas o material apresenta um tipo de
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magnetismo que poderia ser útil para
00:07:05
desenvolver memória para computadores
00:07:07
quânticos
00:07:08
é impossível falar aqui um único vídeo
00:07:10
todas as aplicações do grafeno
00:07:12
mas acho que já deu para ter uma idéia
00:07:15
mas o que é cafeína final os átomos de
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um elemento como carbono pode se unir de
00:07:21
diversas formas geométricas diferentes
00:07:23
formando diferentes substâncias
00:07:26
esse é o que se chama de a utopia no
00:07:29
caso do carbono
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além do carvão e da fuligem que tenha
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estrutura atômica desordenada
00:07:34
as formas mais comuns são o diamante
00:07:37
grafite
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o grafeno o nanotubo de carbono e os
00:07:41
fulerenos essas diferentes formas
00:07:44
possuem diferentes propriedades
00:07:46
o diamante transparente isolante
00:07:49
elétrico o melhor condutor térmico
00:07:51
conhecido e o mais duro
00:07:53
o grafite é escuro com motor elétrico e
00:07:55
térmico e macio
00:07:57
os diamantes cada átomo compartilha
00:08:00
elétrons com outros quatro átomos em
00:08:02
ligação covalente formando uma estrutura
00:08:04
tetraedro em três dimensões
00:08:07
as ligações covalentes são aquelas em
00:08:09
que os elétrons mais externos de dois
00:08:11
átomos são compartilhados
00:08:13
é o tipo mais forte de ligação no caso
00:08:16
do carbono os 4 elétrons livres na
00:08:18
órbita externa fazem as ligações
00:08:20
a estrutura tetraedro em três dimensões
00:08:23
torna o diamante extremamente estável e
00:08:26
rígido e como não há elétrons livres ele
00:08:29
também é um isolante elétrico
00:08:31
ele é transparente porque os fótons de
00:08:33
luz visível com pouca energia não
00:08:36
conseguem citar os elétrons ligados com
00:08:38
as ligações extremamente fortes
00:08:40
a cena é tão retratados agora se os
00:08:44
átomos de carbono são organizados em
00:08:46
forma hexagonal em um plano como um favo
00:08:49
de mel com a espessura de apenas um
00:08:51
átomo
00:08:52
temos o tão famoso
00:08:53
feno se formar uma esfera com essa folha
00:08:56
de grafeno temos o fulereno book bola
00:09:00
se fizer um cilindro com essa folha de
00:09:01
grafeno temos o nanotubo de carbono
00:09:03
extremamente resistente com grande
00:09:06
potencial de aplicação e elevadores
00:09:08
espaciais sem brilhar diversas dessas
00:09:11
folhas de grafeno temos o conhecido
00:09:13
grafite aquilo que tem na ponta do lápis
00:09:16
grafite e as folhas de grafeno não são
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molecularmente ligadas a elas têm um
00:09:21
espaço entre elas são mantidas juntas
00:09:24
pela força eletrostática chamada força
00:09:26
de evandro aos que é uma força
00:09:28
relativamente fraca por isso que o
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grafite é tão macio no grafeno os
00:09:33
elétrons também fazem ligações
00:09:35
covalentes mas dois deles fazem uma
00:09:37
ligação dupla uma dessas ligações pode
00:09:40
facilmente ser desfeita aos aplicar uma
00:09:42
corrente elétrica fazendo com que esse
00:09:45
elétron fique livre para se mover
00:09:46
formando novamente uma nova ligação em
00:09:49
outro átomo de carbono
00:09:51
isso torna o grafeno melhor condutor
00:09:53
elétrico conhecido a condução elétrica
00:09:57
significa que é necessária pouca energia
00:09:59
para citar os elétrons
00:10:00
isso faz com que o grafeno absorva os
00:10:02
fótons do espectro de luz visível ou
00:10:05
seja absorva luz
00:10:07
é por isso que o grafite do seu lápis é
00:10:09
escuro
00:10:10
ao contrário do diamante mas o grafite é
00:10:13
escuro porque é composto por milhões de
00:10:15
folhas de grafeno um milímetro de
00:10:17
grafite tem aproximadamente 3 milhões de
00:10:20
folhas de grafeno
00:10:21
o grafeno é uma folha de carbono com a
00:10:24
espessura de apenas um átomo
00:10:26
isso é um milhão de vezes mais fino que
00:10:28
um fio de cabelo ele é tão fino que
00:10:30
absorve apenas 2% da luz que passa por
00:10:33
ele
00:10:34
isso significa que é quase que
00:10:35
completamente invisível a olho nu
00:10:38
imagine uma lente de contato com o
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computador integrado uma tela
00:10:42
transparente com informações no vidro do
00:10:44
carro por ter espessura de apenas um
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átomo o grafeno é considerado como sendo
00:10:50
o material 2d
00:10:52
a espessura considerada como sendo 10
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será assim tão fino o torna também
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extremamente flexível e leve uma folha
00:11:00
de grafeno do tamanho de um campo de
00:11:02
futebol pesaria cerca de um grama
00:11:04
o grafeno já era estudado de forma
00:11:06
teórica
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desde 1946 mas acreditava-se que
00:11:11
compostos bidimensionais não poderiam
00:11:13
existir devido à instabilidade térmica
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quando isolados em uma única camada
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mas em 2004 cientistas da universidade
00:11:22
de manchester no reino unido conseguiram
00:11:24
isolar o grafeno em laboratório rendendo
00:11:27
o nobel de física em 2010 para dois
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pesquisadores da equipe descobriu se
00:11:33
então que as ligações covalentes entre
00:11:35
os carbonos são tão pequenas e fortes
00:11:37
que impedem que as flutuações térmicas
00:11:40
desestabilizem a molécula para conseguir
00:11:43
isolar o grafeno os pesquisadores
00:11:45
colaram e descolar uma fita adesiva em
00:11:47
um pedaço de grafite
00:11:49
depois dobraram a fita colante
00:11:51
descolando várias vezes para obter uma
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camada cada vez mais fina de grafite
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quase transparente depois colar e
00:11:58
descolar essa fita em uma pastilha de
00:12:00
silício com o substrato dióxido de
00:12:02
silício na superfície e utilizando um
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microscópio conseguiram finalmente
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observar algumas camadas de grafeno
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sobrepostas poder identificar uma região
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com apenas uma única camada de grafeno
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esse processo é chamado de clivagem
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micromecânica ou a técnica de fita
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adesiva simples em na verdade é a sacada
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dos cientistas foi conseguir um
00:12:25
reconhecimento visual do grafeno de
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forma muito clara e definida obtido pela
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escolha do substrato que forneceu um bom
00:12:31
contraste ótico
00:12:33
o processo foi muito engenhoso mas isso
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não é nada escalável
00:12:37
não podemos montar uma linha de produção
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colando e descolando fita adesiva
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mas há diversas outras técnicas de
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produção sendo estudadas
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um dos métodos mais comuns e baratos de
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produzir grafeno é minerar o grafite do
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solo e separar química ou mecanicamente
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as folhas de grafeno
00:12:54
esse processo é chamado de esfoliação
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parecido com esfoliação de pele e produz
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grafeno de tamanho pequeno mas de
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altíssima qualidade com elevado valor de
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mercado
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o processo utilizado em 2004 pelos
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pesquisadores com a fita adesiva
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utilizou uma forma de esfoliação
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mas existem outras técnicas de
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esfoliação muito promissoras para a
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produção em massa ainda outras técnicas
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como a de deposição química de vapor
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o cvv de onde injeta o gás de
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hidrocarbonetos em um ambiente que se
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tem uma folha de metal se aquece o
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ambiente para quebrar as moléculas do
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gás liberando hidrogênio e mantendo
00:13:32
apenas os átomos de carbono que aderem
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na folha de metal
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esses carbono seriam facilmente com
00:13:38
outros átomos de carbono formando a
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estrutura do grafeno
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porém o grafeno obtido dessa forma é de
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menor qualidade
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existem diversos outros processos mas
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esses são os principais
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mas nenhum desses está em fase de
00:13:52
produção em larga escala como temos para
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o plástico por exemplo a dificuldade na
00:13:59
produção do grafeno também faz com que
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ele seja extremamente caro o preço pode
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variar bastante dependendo do volume e
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da qualidade do grafeno como impurezas e
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número de folhas de grafeno sobrepostas
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ele pode ser encontrado numa faixa entre
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20 dólares e 2.000 dólares por quilo por
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exemplo esse o efeito de grafeno de 14
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centímetros de diâmetro custa 8 mil 900
00:14:21
dólares
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isso dá cerca de 35 mil reais o grafeno
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é feito a partir do grafite e o brasil
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possui a terceira maior reserva de
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grafite do mundo com 72 milhões de
00:14:33
toneladas
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mas enquanto que um quilo de grafite
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custa menos de 20 reais
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um quilo de grafeno pode custar mais de
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oito mil reais
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podemos perceber que mais importante do
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que ter reservas de grafite é dominar o
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processo de produção do grafeno e mais
00:14:50
do que isso
00:14:50
considerando que o preço do grafeno
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tende a se reduzir muito ao longo dos
00:14:54
anos conforme o processo de produção se
00:14:56
torna mais eficiente mais importante
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ainda são as patentes dos produtos que
00:15:01
podem ser construídos com essa
00:15:03
tecnologia
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atualmente só a china detém a metade das
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patentes com grafeno não é de se
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espantar já que eles estão investindo
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bilhões de dólares por ano e pesquisas
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nessa área há uma corrida global para
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trazer esses produtos ao mercado
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a mudança que o grafeno provocar a nossa
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sociedade é comparável com a provocada
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pela primeira revolução industrial
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ninguém vai querer ser o país que produz
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lápis se pode produzir grafeno com o
00:15:32
boom do grafeno outros materiais 2d
00:15:34
começaram a ser pesquisados como o feno
00:15:37
com algumas propriedades até superior ao
00:15:39
grafeno é ao futuro promete ser
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interessante e de outras formas você
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acha que o grafeno mudará o mundo
00:15:47
escreva nos comentários não esqueça de
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[Música]
