Grafeno: aplicações e desafios da síntese em larga escala

As aplicações do grafeno estão progressivamente mais amplas, e a procura por este material bidimensional com propriedades notáveis só tende a aumentar. Trata-se de um nanomaterial com a espessura de um átomo, alótropo do carbono e hibridizado em sp2, onde cada átomo realiza três ligações e formam uma estrutura hexagonal, compreendida em duas dimensões. Neste trabalho foram abordados os principais métodos de síntese do grafeno, separados por mecanismos top-down e bottom-up. A revisão bibliográfica sistemática de artigos científicos acerca da síntese do grafeno foi realizada com o objetivo de encontrar os métodos mais adequados para a síntese em larga escala. Foram avaliadas suas diversas características como escalabilidade, eficiência, sustentabilidade econômica e ambiental. Também foi estudada a aplicação de cada tipo de grafeno, produzido pelos diferentes métodos. O grafeno pode ser esfoliado fisicamente do grafite, enquanto espumas de grafeno podem ser obtidas pelo método da esfoliação assistida por micro-ondas, óxido de grafeno é formado pela esfoliação química, flocos de grafeno são sintetizados pelo aquecimento por lampejo de Joule, e filmes de grafeno de poucas camadas de alta qualidade são gerados pela deposição química em fase vapor. Foi concluído que o método mais adequado para a síntese de grafeno em larga escala, atualmente, é o PECVD, capaz de formar filmes de camada única de grafeno puro e com grande área. A viabilidade de outros métodos foi debatida e foram levantadas questões quanto às suas aplicabilidades, utilidade e eficiência, e quanto aos desafios ainda vigentes no que concerne à escalabilidade dos métodos apresentados.