O carbono se apresenta como um dos elementos mais importantes da natureza, tendo sido utilizado na civilização humana por mais de 3000 anos. No contexto atual, o carbono compreende extrema importância dentre os elementos existentes, tendo a capacidade de formar uma vasta gama de derivados de carbono, muitas vezes com propriedades fundamentalmente diferentes que não dependem apenas de sua composição e estrutura, mas também de seu formato e tamanho.

Nas últimas três décadas, muitos avanços foram realizados no campo dos nanomateriais de carbono, isso devido às suas propriedades eletrônicas, ópticas, mecânicas, químicas e térmicas significativas. Os nanomateriais de carbono de zero, uma, duas e três dimensões (ou seja, grafeno, nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, negro de fumo, entre outros) exibem características únicas que podem ser facilmente exploradas no desenvolvimento de novas tecnologias avançadas em uma diversa gama de aplicações.

A versatilidade desses materiais faz com que seja possível um enorme desenvolvimento desta área ao longo dos tempos, com previsões para que o mercado global, que hoje é mensurado em US$ 3,7 bilhões, atinja cerca de US$ 32,8 bilhões até 2030, segundo dados coletados pela Precedence Research. As inovações realizadas utilizando-se os nanomateriais de carbono não apenas auxiliam no desenvolvimento de uma indústria mais forte, mas também auxiliam no bem-estar da população de forma a trazer uma vida mais confortável, adaptável e sustentável para todos.

Um dos nanomateriais de carbono mais comentados e considerado o material do futuro é o grafeno. Este material, que foi descoberto apenas em 2004, tem sua composição baseada em uma camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal e apresenta propriedades únicas e incríveis, sendo extremamente fino e leve, altamente resistente (mais forte que diamante e 200 vezes mais resistente que o aço), altamente condutivo (superior a condutividade do cobre), excelente flexibilidade e quase completamente transparente.

As características citadas acima fazem com que o grafeno tenha grande destaque mundial, permitindo que este material seja cada vez mais adicionado em novas aplicações tecnológicas. Com possibilidades infinitas, este material tem um grande papel agregando melhores propriedades quando aplicado a diversas áreas, como em sensores, energia, compósitos, eletrônicos, revestimentos e telecomunicações. Entretanto, a aplicação em massa do grafeno ainda esbarra em uma produção do material de maneira comercialmente viável. Contudo, pesquisadores estão otimistas que novas rotas de produção do grafeno serão descobertas nos próximos anos, fazendo com que o mercado deste material seja cada vez mais ampliado.

Uma dessas novas rotas para produção de grafeno que vem sendo muito divulgada é realizada a partir do processo conhecido como Flash Joule Heating, sendo esta descoberta realizada por pesquisadores da “Rice University” em 2020. Por meio desta técnica se tornará possível em um breve futuro a transformação de resíduos ricos em carbono em um produto com alto valor agregado, isto a partir de pulsos de altas correntes, que fazem com que o material precursor se transforme em grafeno por meio de um aquecimento térmico de até 3000 °C por dez milissegundos. Isto abre a possibilidade de uma reciclagem mais ecológica nos próximos anos, onde materiais como lixo eletrônico, restos de comida, plástico descartados e pneus velhos possam ser convertidos em grafeno.

Assim como o grafeno, outros derivados de carbono também deixaram suas pegadas históricas no campo da pesquisa científica, havendo um notável aumento na vasta literatura sobre este assunto no mundo todo para inovar a tecnologia e desenvolver essa incrível classe de materiais para uma ampla gama de aplicações. Ressalta-se que os nanomateriais de carbono como um todo irão ocupar um importante papel na grande revolução tecnológica mundial que irá ocorrer nos próximos anos, influenciando diretamente em indústrias de diferentes setores a partir das aplicações tecnológicas possíveis utilizando esses materiais. Não sabemos o quanto, mas podemos afirmar que as aplicações técnicas que estão ou serão inventadas contendo os derivados de carbono mudarão o mundo da forma que conhecemos em diversas partes do nosso cotidiano.

*Artigo escrito por Eduardo Pereira Miranda dos Santos, analista do Instituto Senai de Inovação em Eletroquímica.