O potencial da produção estratégica de grafeno do Brasil

A grafita, que dá origem ao grafeno, é considerada um bem mineral essencial à economia e à manutenção do padrão de vida e da defesa de um Estado. Os recursos conhecidos de grafita concentram-se em seis países que englobam quase 97% dos recursos globais e o Brasil destaca-se na quarta posição global em termos de produção e com 3% das reservas globais.

Conforme informações do Serviço Geológico do Brasil (SGB-CPRM) sobre a grafita, há um cenário que poderá colocar o Brasil em posição de destaque mundial. As pesquisas afirmam que a reserva de grafita do Brasil é a segunda maior do mundo e o país é o terceiro maior fornecedor mundial do mineral, com uma produção que é responsável por 27% do número global, de 270 milhões de toneladas.

De acordo com pesquisadores do SGB, a importância do mineral na economia nacional como gerador de divisas, por meio de exportações, é tão relevante quanto a do minério de ferro e do nióbio. Embora seja um recurso estratégico, o inventário mineral da grafita era de conhecimento de poucos especialistas. Para preencher essa lacuna e fomentar a produção, o Ministério de Minas e Energia (MME) viabilizou estudos fruto da Avaliação dos Recursos Minerais do Programa Geologia, Mineração e Transformação Mineral, financiado em grande parte pelo Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) do Governo Federal.

Quando se fala em novas tecnologias e os chamados materiais do futuro, a mineração abre caminho para o desenvolvimento econômico por meio dos recursos minerais estratégicos. Um deles é a grafita, que dá origem ao grafeno, um nanomaterial de valor elevado e que tem sido uma das maiores apostas da indústria tecnológica em virtude do potencial de utilização em múltiplas formas. O Brasil é um dos maiores produtores da grafita no mundo, com aproximadamente 800 ocorrências reveladas por meio de levantamentos do MME.

Ao contrário do diamante, a grafita é um condutor elétrico, por isso possui aplicações em eletrodos e baterias. Considerado um dos materiais-chave na atual era econômica de transformação e modernização, o grafeno é um nanomaterial derivado da grafita, feito pelo empilhamento de folhas bidimensionais, formadas exclusivamente por átomos de carbono.

O grafite é um dos três alótropos naturais, ou formas, de carbono. Os outros dois são carbono amorfo e o diamante. Como o grafeno é encontrado no grafite, o grafeno utilizável pode ser fabricado pegando o grafite e aplicando um dos seguintes métodos a ele. Um método comum é conhecido como deposição de vapor químico. Os átomos de carbono são extraídos de uma fonte rica em carbono por redução.

A esfoliação é considerada o método de produção de grafeno com menor número de defeitos e maior mobilidade eletrônica. Existem muitas maneiras de esfoliar grafite para criar grafeno. A fita adesiva é um dos métodos mais comuns. Ele tem sido usado para dividir grafite em grafeno. Alcançar uma única camada de grafeno geralmente requer várias etapas de esfoliação, cada uma produzindo uma fatia com menos camadas até que apenas uma camada permaneça. Após a esfoliação, os flocos são colocados em uma pastilha de silicone. Cristalitos maiores que 1 mm e visíveis a olho nu podem ser obtidos usando este método de esfoliação com fita adesiva.

Ao longo da última década, surgiu um grande interesse no grafeno, tanto cientificamente quanto comercialmente, devido às muitas propriedades excepcionais associadas a este material, propriedades como a condutividade elétrica e térmica. Mais recentemente, outros materiais com estrutura semelhante à do grafeno também mostraram propriedades promissoras, incluindo versões de monocamada e de poucas camadas de nitreto de boro hexagonal (hBN), dissulfeto de molibdênio (MoS2), disseleneto de tungstênio (WSe2), siliceno e germaneno e montagens em camadas de misturas desses materiais.

O número de organizações que incorporam o grafeno em aplicações comerciais está crescendo, tornando importante fornecer uma padronização aos usuários. Para tanto, este PAS fornece orientações sobre as informações a serem fornecidas pelos produtores e fornecedores de flocos de grafeno para fornecer informações comparativas aos potenciais usuários.