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O grafeno isotopicamente purificado apresentou uma elevação da condutividade termal de 60%.[Imagem: Chen et al./Nature Materials]
Pureza relativa
Que o grafeno é uma tela de galinheiro feita com átomos de carbono todo o mundo já se sabe.
O que poucos se dão conta é que o carbono tem vários isótopos, sendo dois deles estáveis.
Assim, considerando que você consiga produzir o grafeno mais puro possível, ele terá 98,9% de carbono 12 (ou isótopo 12C) e 1,1% de carbono 13 (ou 13C).
Isto é suficiente para tornar o material um dos melhores condutores elétricos e termais que se conhece.
Purificação isotópica
Mas Rodney Ruoff, da Universidade da Califórnia, juntamente com colegas dos Estados Unidos, Coreia e China, não se deu por satisfeito, e decidiu fazer uma "limpeza isotópica" no grafeno.
Os resultados não se fizeram esperar: bastou remover 1% do carbono 13 para que o material melhorasse sua capacidade de transferência de calor em 60%.
O grafeno isotopicamente purificado tem 99,9% de carbono 12.
A diferença entre os isótopos está na massa atômica dos átomos de carbono. Os cientistas acreditam que a remoção do carbono 13 modifica as propriedades dinâmicas da rede atômica do grafeno, afetando sua condutividade termal.
Isto torna o grafeno isotopicamente purificado um dos melhores condutores térmicos que se conhece.
Processadores, células solares e radares
O resultado é significativo sobretudo quando se leva em conta que o grafeno poderá conviver com o silício no interior dos processadores em um futuro próximo.
Com o problema da dissipação térmica cada vez mais grave, ter um material que funcione tanto como componente eletrônico ativo, quanto como meio de retirar o calor do chip é algo mais do que bem-vindo.
Condutores termais eficientes em nano e microescala também são uma demanda em vários outros campos, das células solares aos radares.
"O mais importante da descoberta é a possibilidade de melhorar fortemente a propriedade de condução termal do grafeno isotopicamente puro sem alterar substancialmente suas outras propriedades físicas, elétricos ou ópticas," destaca o professor Alexander Balandin, outro membro da equipe.
Inovação Tecnológica