Grafeno: Brasil precisa fazer mais, muito mais

O grafeno, esse material revolucionário, chamado o “mineral do século”, que graças às suas propriedades que incluem leveza, flexibilidade, condutividade e resistência, e é capaz de gerar aplicações em alta tecnologia antes nunca imaginadas, tornou-se o alvo de universidades, centros de pesquisas, institutos de pesquisa, desenvolvimento e inovação e empresas em todo o mundo, os quais têm investido quantias enormes de recursos para desenvolver  técnicas de produção e de desenvolvimento de aplicações do material. Assim, pode-se dizer que o que era futuro antes, já é realidade hoje.

O grafeno, uma das formas alotrópicas do carbono, assim como o diamante, o carvão e a grafita, é o primeiro material bidimensional do mundo, com uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal que possui um conjunto de propriedades únicas e extraordinárias. Foi isolado pela primeira vez em 2004, na Inglaterra, pelos cientistas Andre K. Geim e Konstantin S. Novoselov, em uma pesquisa que ganhou o Prêmio Nobel de Física.

O grafeno é o material mais leve e mais forte do mundo, sendo 200 vezes mais resistente do que o aço, superando até mesmo o diamante e uma folha de grafeno de 1 metro quadrado pesa 0,0077 gramas e é capaz de suportar até 4 kg. É também o material mais fino que existe (da espessura de um átomo ou 1 milhão de vezes menor que um fio de cabelo). Além disso, é flexível, impermeável a moléculas e íons, resistente ao impacto e à flexão, excelente condutor térmico e elétrico (melhor condutor que o cobre) e apresenta elevada transparência.

Suas aplicações envolvem inúmeras áreas do conhecimento, em especial: energia, sensores, compósitos e revestimentos, fotônica e optoeletrônica, automotivo e aeroespacial, comunicação, impressão 3D, biomedicina, polímeros, materiais esportivos, construção civil, saneamento e tecnologias wearable (Roupas Inteligentes).

Existem dezenas de métodos de produção de grafeno atualmente sendo pesquisados na academia e usados por diferentes empresas. Dentre eles destacam-se a esfoliação mecânica e tratamento químico da grafira, a deposição química por vapor (CVD) e a redução (transformação do óxido de grafeno em grafeno).

O Brasil conta com quatro principais centros que se ocupam da produção e do desenvolvimento de aplicações de grafeno: o MackGraphe em São Paulo, o MG Grafeno em Belo Horizonte, a Universidade de Caxias do Sul, em Caxias do Sul  e o CTNano em Belo Horizonte, os quais começaram com projetos pilotos na área e atualmente procuram implantar infraestrutura tecnológica para a instalação de empresas envolvidas na produção de grafeno e no desenvolvimento de suas aplicações.

Elas continuarão a realizar pesquisa, desenvolvimento e formação de pessoal na área, incentivando a criação de startups em aplicações, as quais, ao terem os seus produtos prontos, serão transferidas para os correspondentes Parques Tecnológicos para exploração comercial.

Trata-se, respectivamente, do Parque de Ciência, Tecnologia e Indústrias 4.0 – Graphene Hill – MackGraphe próximo a Cabo Frio, do Neographene em Belo Horizonte, do Parque de Ciência, Tecnologia e Inovação – TecnoUCS em Caxias do Sul, e do CTNano – Parque Tecnológico de Belo Horizonte. Como essas iniciativas envolvem a produção e o desenvolvimento de aplicações de grafeno com interesse comercial, uma questão importante veio à tona: como e onde a produção e o desenvolvimento de aplicações estratégicas e de segurança nacional de interesse do Governo Federal seria realizada?

Com esse objetivo foi apresentada, ao Presidente da República, em junho deste ano, a proposta de implantação, pelo Governo Federal, do Centro Nacional de Grafeno – Cenagraph, o qual, além de se ocupar das aplicações mencionadas acima, iria prover grafeno para as instituições de pesquisa, desenvolvimento e inovação nacionais que, através de projetos apresentados às fontes de financiamento federias (Finep, CNPq, BNDES, etc) o solicitassem.

O Brasil conta ainda com importantes Universidades, Institutos de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação e outras entidades que desenvolvem atividades envolvendo o grafeno.Deve ser observado, entretanto, que não existe ainda a produção de grafeno em escala comercial no país, embora as instituições mencionadas acima o produzam para os seus objetivos específicos.

Infelizmente o Ministério de Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicação – MCTIC tem destinado poucos recursos para projetos envolvendo grafeno aos Institutos de Ciência, Tecnologia e Inovação. Além disso, o projeto do Centro Nacional de Grafeno – Cenagraph, mencionado acima, encontra-se no Ministério sem informação alguma sobre a sua atual situação.

Nesse contexto, excetua-se a Finep, que tem apoiado projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação envolvendo grafeno e de ter acabado de lançar o Programa “Grafeno no Rota 2030: soluções para a Indústria Automotiva”, no qual foram discutidas tendências e oportunidades da cadeia automotiva, além do oferecimento de recursos para a realização de projetos na área. Trata-se do primeiro programa federal envolvendo grafeno.

Nelson de Jesus Parada é PhD em Engenharia Elétrica do MIT,  engenheiro e mestre em Engenharia Eletrônica do ITA e Coordenador do Projeto de Centro Nacional de Grafeno do Governo federal.