A capacidade única do grafite de conduzir eletricidade enquanto dissipa ou transfere calor de componentes críticos o torna um excelente material para aplicações eletrônicas, incluindo semicondutores, motores elétricos e até mesmo a produção de baterias modernas.
O grafeno é o que os cientistas e engenheiros chamam de camada única de grafite em nível atômico, e essas finas camadas de grafeno estão sendo enroladas e usadas em nanotubos. Isto provavelmente se deve à impressionante condutividade elétrica e à excepcional resistência e rigidez do material.
Os nanotubos de carbono atuais são construídos com uma relação comprimento/diâmetro de até 132.000.000:1, que é significativamente maior do que qualquer outro material. Além de ser utilizado em nanotecnologia, que ainda é bastante nova no mundo dos semicondutores, deve-se notar que a maioria dos fabricantes de grafite fabrica há décadas graus específicos de grafite para a indústria de semicondutores.
2. Motores Elétricos, Geradores e Alternadores
O material de carbono grafite também é frequentemente usado em motores elétricos, geradores e alternadores na forma de escovas de carvão. Neste caso uma “escova” é um dispositivo que conduz corrente entre fios estacionários e uma combinação de peças móveis, e geralmente está alojada em um eixo giratório.
3. Implantação iônica
O grafite está sendo usado com mais frequência na indústria eletrônica. Ele está sendo usado em implantação iônica, termopares, interruptores elétricos, capacitores, transistores e também baterias.
A implantação iônica é um processo de engenharia onde íons de um determinado material são acelerados em um campo elétrico e impactados em outro material, como forma de impregnação. É um dos processos fundamentais utilizados na produção de microchips para nossos computadores modernos, e os átomos de grafite são normalmente um dos tipos de átomos infundidos nesses microchips à base de silício.
Além do papel único do grafite na produção de microchips, inovações baseadas em grafite estão agora sendo usadas para substituir também os capacitores e transistores tradicionais. Segundo alguns pesquisadores, o grafeno pode ser uma alternativa possível ao silício. É 100 vezes mais fino que o menor transistor de silício, conduz eletricidade com muito mais eficiência e possui propriedades exóticas que podem ser muito úteis na computação quântica. O grafeno também tem sido usado em capacitores modernos. Na verdade, os supercapacitores de grafeno são supostamente 20 vezes mais potentes que os capacitores tradicionais (liberando 20 W/cm3) e podem ser 3 vezes mais fortes que as atuais baterias de íons de lítio de alta potência.
4. Baterias
Quando se trata de baterias (célula seca e íon-lítio), os materiais de carbono e grafite também têm sido fundamentais aqui. No caso de uma célula seca tradicional (as baterias que costumamos usar em nossos rádios, lanternas, controles remotos e relógios), um eletrodo de metal ou haste de grafite (o cátodo) é cercado por uma pasta eletrolítica úmida e ambos são encapsulados dentro um cilindro metálico.
As modernas baterias de íons de lítio de hoje também usam grafite – como ânodo. As baterias de íon-lítio mais antigas usavam materiais tradicionais de grafite, mas agora que o grafeno está se tornando mais disponível, ânodos de grafeno estão sendo usados – principalmente por dois motivos; 1. Os ânodos de grafeno retêm melhor a energia e 2. prometem um tempo de carga 10 vezes mais rápido do que uma bateria tradicional de íons de lítio.
As baterias recarregáveis de íon de lítio estão se tornando cada vez mais populares atualmente. Eles agora são frequentemente usados em nossos eletrodomésticos, eletrônicos portáteis, laptops, smartphones, carros elétricos híbridos, veículos militares e também em aplicações aeroespaciais.
Horário da postagem: 15 de março de 2021