Grafeno

SUMÁRIO

01 TEMA.................................................................................................................. 2

02 DELIMITAÇÃO DO TEMA................................................................................. 3

03 RESUMO............................................................................................................ 3

04 GRAFICO........................................................................................................... 5

05 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA...................................................................... 6

06 OBJETIVOS....................................................................................................... 7

06.1 OBJETIVO GERAL.......................................................................................... 7

06.2 OBJETIVOS ESPECÌFICOS........................................................................... 8

07 HIPÓTESES....................................................................................................... 9

08 JUSTIFICATIVA................................................................................................. 10

09 RESULTADOS ESPERADOS........................................................................... 11

10 DESENVOLVIMENTO....................................................................................... 13

12 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES.................................................................... 18

13 ANEXOS............................................................................................................ 18

14 REFERÊNCIAS.................................................................................................. 22

15 FICHA DE AVALIAÇÃO.................................................................................... 24

01 TEMA

“O Cristal Milagroso”

02 DELIMITAÇÃO DO TEMA

Para que serve? E por que o grafeno vai mudar os rumos da alta Tecnologia?

03 RESUMO

Figura 01: Nanotubos de carbono (CNT, do inglês carbon nanotube).

Para entender o que é um nanotubo de carbono (CNT, do inglês carbon nanotube), pegue uma folha de papel, e enrole-a, encostando uma das extremidades da folha na outra, sem sobrepor material. Esse enrolamento, no caso dos CNTs, é feito quimicamente em “folhas” monoatômicas de grafite – sim, praticamente o mesmo que você usa no seu lápis.

Figura 02: Pó de grafite

A estrutura química dessa substância que permite a você escrever com ela também permite a separação de camadas finíssimas do material. Idealmente, essas camadas têm exatamente um átomo de espessura, porém é possível separar camadas mais grossas.

O grafeno é a mais fina lamina que se pode obter a partir do grafite, ela possui apenas um átomo de espessura e é composta por átomos de carbono com estruturas hexagonais (bem parecido com um favo de colmeia), se dobrada, essa lamina gera nanotubos de carbono.

Figura 03: Estrutura de uma folha de grafeno, cuja espessura é de um único átomo: átomos de carbono numa rede hexagonal.

Figura 04: Formação de padrões de nanotubos de carbono.

Ele é fino como papel e pode revolucionar a indústria em geral, podendo ser aplicado no revestimento tradicional de estruturas de aço e metais, como anticorrosivo, e uma alternativa não tóxica, dadas as propriedades físico-química do grafeno.

04 GRAFICOS

Gráfico 01: Representação gráfica da densidade de carga eletrônica sobre uma rede de grafeno

Usando o programa Mathematica

Gráfico 02: Representação gráfica da densidade de carga eletrônica sobre uma rede de grafeno

Usando o programa Octave.

05 FORMULAÇÃO DO PROBLEMA

Não é novidade que a ciência esta em uma constante busca para descobrir como diminuir o consumo de energia e aumentar a velocidade de processamento dos dispositivos que usamos.

Ha dificuldade em se obter fibras longas, até o presente momento não se conseguiu produzir, de maneira confiável, nanotubo de carbono com mais do que poucos milímetros de comprimento.

Além desse problema existe também a necessidade de se descobrir como produzir esse material em larga escala para uso industrial.

A também uma constante busca para desenvolver novos equipamentos de uso militar e tecnologia espaciais.

Figura 05: Dimensões representativas de algumas espécies típicas, em suas várias escalas. Um nanotubo de carbono é dez mil vezes mais fino do que um fio de cabelo, porém, pode abrigar várias moléculas em seu interior. Repare nos grupos hexagonais de átomos carbono, alinhados em sua superfície.

Figura 06: Comparação de escala dimensional entre o planeta, o homem e seu protótipo molecular, montado por manipulação atômica, isto é átomo a átomo.

06 OBJETIVOS

Processar o carbono em estruturas, conhecidas como grafeno, que possuem propriedades térmicas, elétricas, e mecânicas excepcionais, se