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O que é o grafeno e como ele pode revolucionar a arquitetura?

O que é o grafeno e como ele pode revolucionar a arquitetura?

Desde que o grafeno foi isolado na Universidade de Manchester em 2004, muito tem se comentado sobre as propriedades deste promissor material. Diversas pesquisas têm sido desenvolvidas para uma gama de usos nas mais diversas indústrias. Sabe-se que o grafeno é um dos materiais mais fortes conhecidos pela ciência, composto por uma única camada de átomos de carbono, em uma malha hexagonal. Também, que é o material mais fino conhecido pelo homem, cerca de 200 vezes mais forte que o aço, mas 6 vezes mais leve. É excelente condutor de calor e eletricidade e possui interessantes habilidades de absorção de luz. Quando combinado com outros elementos (incluindo gases e metais) pode produzir diferentes materiais com propriedades muito superiores.

via Seagul / Pixabay
via Seagul / Pixabay

Entre as indústrias, a construção civil observa no grafeno uma oportunidade de tornar-se mais eficiente e sustentável. Cientistas do Reino Unido descobriram uma forma de incorporá-lo no concreto, aumentando consideravelmente a resistência do material e sua impermeabilidade. Os pesquisadores da Universidade de Exeter afirmam que o material compósito é "duas vezes mais forte e quatro vezes mais resistente à água do que os concretos existentes". A técnica desenvolvida pelos cientistas usa a nanotecnologia para suspender fragmentos atomicamente finos de grafeno na água usada na mistura de concreto. Este processo requer menos material do que um processo de fabricação tradicional, o que reduz drasticamente a pegada de carbono do material, resultando em um concreto que não é apenas forte, mas também mais sustentável. Monica Craciun, professora da Exeter e pesquisadora, afirma que ao incluir o grafeno, pode-se reduzir a quantidade de materiais necessários para fazer o concreto em cerca de 50% - levando a uma redução significativa de 446 kg por tonelada das emissões de carbono" [1]

Propriedades do grafeno

  • Força: 200 vezes mais forte que o aço;
  • Espessura: O material mais fino já descoberto. 1 milhão de vezes mais fino que um fio de cabelo
  • Impermeável: é impermeável a tudo, exceto à água, o que pode ajudá-lo a filtrá-la
  • Completamente maleável e flexível;
  • Condutividade: É o material mais condutivo já descoberto, 100 vezes mais que o cobre;
  • Bidimensionalidade: Primeiro material bidimensional descoberto.

Em conjunto com o aço, os nanotubos de carbono podem ter alguns usos incrivelmente inovadores na construção. Nanotubos de carbono significam camadas de grafeno envolvidas em cilindros perfeitos. Possíveis aplicações incluem cabos para pontes, com propriedades mecânicas muito superiores às atuais. Eles também podem ser incorporados ao concreto para atuar como fibras de suporte, fazendo com o concreto resultante possa lidar com a tração e a compressão muito melhor do que o concreto tradicional.

National Graphene Institute / Jestico + Whiles. Image © Hufton+Crow
National Graphene Institute / Jestico + Whiles. Image © Hufton+Crow

Outra linha de pesquisa em desenvolvimento, na Universidade de Zhejiang, na China, desenvolve o chamado aerogel de grafeno. Trata-se de sólidos extremamente leves, com propriedades impressionantes como isolantes térmicos. “Com uma densidade de apenas 0,16 miligramas por cm³, o material tem sido testado como antídoto contra reações álcali-agregados, como revestimento anticorrosivo de estruturas mistas (concreto e aço) e como isolante termoacústico. Com elevada resistência mecânica e alta capacidade de recuperação elástica, o aerogel de grafeno já é considerado o produto mais leve desenvolvido em laboratório. [2] O aerogel são materiais de baixa densidade em estado sólido derivados de gel, com o componente líquido substituído por gás.

É importante pontuar que apesar do grafeno apresentar uma grande promessa na criação de materiais de construção do futuro, ele tem a desvantagem: pelo menos para aplicações estruturais, de provavelmente não poder ser usado sozinho. Portanto, materiais de construção baseados em grafeno podem estar um pouco mais distantes, apesar de as pesquisas estarem avançando rapidamente. Tratando-se de uma indústria altamente poluidora e geradora de resíduos, encontrar maneiras mais ecológicas de construir é um avanço crucial na redução das emissões de carbono em todo o mundo e, assim, ajudar a proteger o meio ambiente. O grafeno pode ser um dos caminhos para um futuro mais sustentável.

Notas:

[1] “Graphene supercharges concrete, altering the construction industry”.Disponível em < https://www.thegraphenecouncil.org/blogpost/1501180/301010/Graphene-Supercharges-Concrete-Altering-the-Construction-Industry>. Acesso 06 de maio 2019.
[2] Grafeno promete transformar história do concreto. Disponível em <https://www.cimentoitambe.com.br/grafeno-promete-transformar-historia-do-concreto/>. Acesso 06 de maio 2019.

Sobre este autor
Cita: Eduardo Souza. "O que é o grafeno e como ele pode revolucionar a arquitetura?" 10 Jun 2019. ArchDaily Brasil. Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/918664/o-que-e-o-grafeno-e-como-ele-pode-revolucionar-a-arquitetura> ISSN 0719-8906

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