Borofeno: o novo calo no sapato do grafeno Ciência Nordestina

Esse material descoberto em 2015 poderá superar o grafeno e melhorar ainda mais o desempenho em dispositivos armazenadores de energia

Por várias vezes falamos nesta coluna sobre a importância do grafeno, um material versátil com boas propriedades mecânicas (como flexibilidade), boa condutividade elétrica e excelentes propriedades eletroquímicas, o que o habilitou a despontar (passando de passagem pelos nanotubos de carbono) como o “pole position” na corrida entre os carbononáceos para aplicações promissoras em armazenamento de energia (uso em baterias e supercapacitores). A União Européia tem investido muito dinheiro para atingir a era dos computadores movidos à grafeno – dadas as vantagens de um material inerentemente bidimensional e de estrutura desprezível (da ordem de um simples átomo). Quando adequadamente empacotado, o grafeno pode atingir marcas até então inimagináveis de área superficial (fundamental para aplicações em nanotecnologia).

Só que o mundo 2D não contava com o crescimento meteórico de outro representante da família: ainda em 1990 os físicos previram teoricamente a existência de um potencial concorrente do grafeno. Em 2015, a partir de um processo de condensação por vapor químico (do inglês CVD) átomos de boro condensaram sobre uma superfície de prata criando uma estrutura chamada borofeno.

Esta interação entre a superfície metálica e os átomos de boro em condensação proporciona a formação de uma estrutura como mostra a Figura abaixo.

Como vantagens claras para o borofeno, é visto que sua resistência mecânica assim como sua flexibilidade são maiores que as do grafeno. Adicionado a isto, esse material é leve, tem boas condutividades elétrica e iônica, o que o habilita a figurar como potencial candidato para aplicação em baterias de lítio e em supercapacitores.

Outra propriedade bastante explorada para estes materiais se refere ao potencial uso em adsorvedores e catálise ambiental, viabilizando soluções não apenas para a indústria de energia, mas também para o meio ambiente. A limitação ainda é a produção em larga escala: enquanto o método de Hummers permite esfoliar grafite e produzir “toneladas” de óxido de grafeno, ainda há a necessidade de otimizar o processo de produção do borofeno. Métodos de produção baseados em CVD ainda custam caro para produção em escala comercial.

No entanto, estamos falando de um material que foi descoberto em 2015! A solução para a questão de larga escala virá possivelmente em pouco tempo (talvez poucos meses).

E com isso, o borofeno chega junto ao MXene e ao grafeno, concorrendo como tecnologia dominante em estruturas 2D para melhorar o desempenho em dispositivos armazenadores de energia. Em um planeta carente de tecnologias para uso racional dos recursos naturais, parecem ser estas estruturas que levarão eficiência ao armazenamento de energia em portáteis e veículos híbridos/ elétricos.

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Leia o texto anterior: Os mistérios desvendados do buraco negro

Helinando Oliveira é Professor da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) desde 2004 e coordenador do Laboratório de Espectroscopia de Impedância e Materiais Orgânicos (LEIMO).

Helinando Oliveira