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Um estudo recente encontrou finas camadas de grafeno no solo da lua, sugerindo que a atividade vulcânica e os ventos solares podem ajudar a criar esse material. Essa descoberta pode levar a maneiras mais econômicas de produzir grafeno na Terra, impactando significativamente a tecnologia e o desenvolvimento de materiais. (Conceito do artista.) Crédito: SciTechDaily.com
Cientistas descobriram um tipo único de grafeno no solo lunar, trazido de volta pela missão chinesa Chang'e 5.
Este grafeno, que consiste em várias camadas finas, pode ter se formado bilhões de anos atrás devido à atividade vulcânica e aos efeitos dos ventos solares na lua. Esta descoberta é emocionante porque nos mostra uma nova maneira, possivelmente mais barata, de fazer grafeno na Terra, o que pode revolucionar tecnologias em eletrônica e ciência de materiais.
Um estudo recente, publicado na revista Revista Nacional de Ciênciasrevelou a existência de grafeno de poucas camadas formado naturalmente, uma substância composta de átomos de carbono em uma estrutura especial de camadas finas.
A equipe, liderada pelos professores Meng Zou, Wei Zhang e o engenheiro sênior Xiujuan Li da Universidade de Jilin e Wencai Ren do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências, analisou uma amostra em formato de azeitona de solo lunar, de cerca de 2,9 milímetros por 1,6 mm, recuperada da missão Chang'e 5 em 2020.
Formação de grafeno em solo lunar
De acordo com a equipe, os cientistas geralmente acreditam que cerca de 1,9% do carbono interestelar existe na forma de grafeno, com sua forma e estrutura determinadas pelo processo de sua formação.
Usando um espectrômetro especial, os pesquisadores encontraram um composto de ferro que está intimamente relacionado à formação de grafeno em uma seção rica em carbono da amostra. Eles então usaram tecnologias avançadas de microscopia e mapeamento para confirmar que o conteúdo de carbono na amostra compreendia “flocos” que tinham de duas a sete camadas de grafeno.
(a) Imagem de microscopia confocal de varredura a laser e distribuição de altura. (b) Imagem SEM de elétrons retroespalhados e (c) Espectros Raman correspondentes a diferentes áreas. (d) Imagem TEM, imagem HAADF-STEM corrigida por Cs e os espectros de borda L de Fe EELS correspondentes para diferentes áreas. (e) Imagens HRTEM corrigidas por Cs. (f) Imagem HAADF-STEM. (g) Mapas elementares EDS mostrando distribuições espaciais dos elementos. (h) Imagens HRTEM das regiões correspondentes marcadas em (f). Crédito: ©Science China Press
Implicações da descoberta do grafeno
A equipe propôs que o grafeno de poucas camadas pode ter se formado em atividade vulcânica nos estágios iniciais da existência da lua, e foi catalisado por ventos solares que podem agitar o solo lunar e minerais contendo ferro que ajudaram a transformar a estrutura dos átomos de carbono. Eles acrescentaram que os processos de impacto de meteoritos, que criam ambientes de alta temperatura e alta pressão, também podem ter levado à formação do grafeno.
Na Terra, o grafeno está se tornando uma estrela nas ciências dos materiais devido às suas características especiais em óptica, elétrica e mecânica. A equipe acredita que seu estudo pode ajudar a desenvolver maneiras de produzir o material de forma barata e expandir seu uso.
Perspectivas futuras da utilização do grafeno
“A formação catalisada por minerais de grafeno natural lança luz sobre o desenvolvimento de técnicas de síntese escaláveis de baixo custo de grafeno de alta qualidade”, disse o artigo. “Portanto, um novo programa de exploração lunar pode ser promovido, e alguns avanços futuros podem ser esperados.”
Referência: “Descoberta de grafeno natural de poucas camadas na Lua” por Wei Zhang, Qing Liang, Xiujuan Li, Lai-Peng Ma, Xinyang Li, Zhenzhen Zhao, Rui Zhang, Hongtao Cao, Zizhun Wang, Wenwen Li, Yanni Wang, Meiqi Liu, Nailin Yue, Hongyan Liu, Zhenyu Hu, Li Liu, Qiang Zhou, Fangfei Li, Weitao Zheng, Wencai Ren e Meng Zou, 17 de junho de 2024, Revista Nacional de Ciências.
DOI: 10.1093/nsr/nwae211