A versatilidade do grafeno pode levar a indústria a outro patamar

Concepção artística de um superjato com aplicações de grafeno

*LRCA Defense Consulting - 17/07/2021

A versatilidade do grafeno pode levar a indústria a outro patamar. Por ser um material leve e resistente, pode ser utilizado na fabricação de peças e estruturas automotivas, por exemplo. Além disso, suas propriedades elétricas o tornam um excelente material para a fabricação de baterias mais duráveis e com melhor desempenho. 

A resistência e leveza do grafeno também fazem com que ele seja um material ideal para a construção civil. Casas e prédios construídos a base de carbono resistem melhor ao tempo, além de conferir maior isolamento térmico e acústico. Veja as múltiplas e revolucionárias aplicações no vídeo abaixo:

Grafeno para permitir armazenamento de dados dez vezes maior nas memórias de computador

*Graphene-info - Jul 2021

Pesquisadores de diversas entidades* demonstraram que o grafeno pode ser usado para produzir unidades de disco rígido de densidade ultra-alta (HDD). Isso pode potencialmente levar ao desenvolvimento de armazenamento de dados magnéticos de densidade ultra-alta: um grande salto do atual terabit por polegada quadrada (Tb / in 2) a dez terabits na mesma área.

Os HDDs contêm dois componentes principais: pratos e uma cabeça. Os dados são gravados nos pratos usando uma cabeça magnética, que se move acima dos pratos conforme eles giram. O espaço entre a cabeça e o prato diminui continuamente para permitir densidades mais altas. Atualmente, os sobretudos à base de carbono (COCs) - camadas utilizadas para proteger os pratos de danos mecânicos e corrosão - ocupam parte significativa desse espaçamento. A densidade de dados dos HDDs quadruplicou desde 1990, e a espessura dos sobretudos foi reduzida de 12,5 nm para cerca de 3 nm, o que corresponde a um Tb / in 2 . No entanto, uma espessura de COCs de menos de um nm seria necessária para fazer uma melhoria significativa no armazenamento de dados e atingir uma densidade de 10 Tb / in 2 .

Como os COCs atuais perdem a maior parte de suas propriedades atraentes abaixo de 2 nm, os pesquisadores os substituíram por 1 a 4 camadas de grafeno e testaram o atrito, desgaste, corrosão, estabilidade térmica e compatibilidade de lubrificante. Além de sua finura imbatível, o grafeno cumpre todas as propriedades ideais de um revestimento HDD: proteção contra corrosão, baixo atrito, resistência ao desgaste, dureza, compatibilidade de lubrificante e suavidade de superfície. Os pesquisadores verificaram que o grafeno permite a redução de duas vezes no atrito e fornece melhor corrosão e desgaste do que os COCs de última geração. Uma única camada de grafeno reduz a corrosão em 2,5 vezes, e o grafeno multicamadas apresentou excelente desempenho com uma diminuição da taxa de desgaste em três ordens de magnitude.

1-4 camadas de grafeno foram cultivadas por meio de deposição química de vapor (CVD) e transferidas em substratos de disco rígido de co-liga como aqueles usados ​​na tecnologia de HDD atual. Os pesquisadores da Graphene Flagship também transferiram o grafeno em discos rígidos feitos de ferro-platina (FePt) como camada de gravação magnética, para testar Gravação Magnética Assistida por Calor (HAMR) - uma nova tecnologia de armazenamento magnético que permite uma densidade de armazenamento muito maior do que a disponível atualmente, aquecendo a camada de gravação a altas temperaturas. Os COCs atuais não sobrevivem às altas temperaturas do HAMR, mas os testes de estabilidade confirmaram que o grafeno pode resistir a condições semelhantes ao HAMR, sem degradação. Assim, sobretudos à base de grafeno usados ​​em combinação com tecnologias inovadoras,2 ou mais.

“Demonstrar que o grafeno pode servir como revestimento protetor para unidades de disco rígido convencionais e que é capaz de suportar as condições de HAMR é um resultado muito importante. Isso impulsionará ainda mais o desenvolvimento de novas unidades de disco rígido de alta densidade de área ”, diz Anna Ott, do Cambridge Graphene Center, um dos autores deste estudo, atualmente baseado no Graphene Flagship Associate Member da Universidade de Exeter, no Reino Unido.

Mar García-Hernández, líder da Graphene em materiais habilitadores, afirma: “Um salto na densidade de dados dos HDDs por um fator de dez e uma redução significativa na taxa de desgaste são essenciais para alcançar um registro de dados magnéticos mais sustentável e durável. Os desenvolvimentos tecnológicos baseados no grafeno estão progredindo no caminho certo em direção a um mundo mais sustentável.”

*Entidades de pesquisa: Graphene Flagship Partners da Universidade de Cambridge (Reino Unido), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL - Suíça), Empa-Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (Suíça) e Graphene Flagship Associate Member da Universidade de Exeter (Reino Unido), em colaboração com colegas do CSIR-Instituto de Pesquisa de Materiais e Processos Avançados (Índia), Universidade Nacional de Cingapura (NUS), A * STAR (Agência para Ciência, Tecnologia e Pesquisa de Cingapura), Universidade de Illinois e Laboratório Nacional de Argonne (EUA).