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Bactérias ajudam a produzir nanomaterial para computadores

24.07.2019

Cientistas do Reino Unido e da Holanda criaram uma nova maneira de obter nanomateriais do grafeno: misturar grafeno oxidado e bactérias. Seu método é econômico, menos demorado e também ecologicamente correto em comparação com a produção química do material. O método pode levar à criação de tecnologia de computador e equipamentos médicos inovadores, de acordo com o site da Universidade de Rochester.

Para criar computadores, dispositivos médicos e outras tecnologias avançadas novos e mais eficientes, os pesquisadores estão se voltando para os nanomateriais - materiais controlados na escala de átomos ou moléculas que possuem propriedades únicas. Um desses compostos revolucionários é o grafeno, uma forma bidimensional de carbono. Este fino floco de carbono tem extraordinária resistência mecânica e flexibilidade e é capaz de conduzir eletricidade facilmente. No entanto, ainda não podemos dobrar ativamente o grafeno na vida cotidiana: é muito difícil produzi-lo em grande escala. E não apenas do ponto de vista econômico: o grafeno obtido em grandes quantidades é mais denso e perde suas propriedades únicas.

O grafeno é extraído do grafite, o material usado em lápis comuns. Com exatamente um átomo de espessura, o grafeno é o material bidimensional mais fino e mais forte conhecido pela ciência. Em 2010, cientistas da Universidade de Manchester receberam o Prêmio Nobel de Física por experimentos inovadores com grafeno: eles conseguiram fazer grafeno esfoliando grafite com uma simples fita adesiva. No entanto, seu método produziu uma pequena quantidade de material.

Para produzir mais materiais de grafeno, uma equipe de pesquisadores liderada por Anne Meyer, professora assistente de biologia da Universidade de Rochester, começou com um frasco de grafite. Eles gradualmente descamaram o grafite em óxido de grafeno, que foi então misturado com a bactéria Shewanella. Eles deixaram o frasco de bactérias e óxido de grafeno durante a noite, durante o qual as bactérias converteram o material em grafeno removendo os grupos de oxigênio.

O óxido de grafeno em si é um mau condutor de eletricidade, mas é fácil de produzir. E o grafeno derivado de bactérias não é apenas um bom condutor, também é muito mais fino e mais estável do que o grafeno derivado quimicamente. Além disso, pode ser armazenado por muito mais tempo.

O nanomaterial de grafeno tem muitas aplicações. Ele pode ser usado para produzir biossensores de transistor de efeito de campo (FET). Os biossensores FET são dispositivos que detectam moléculas biológicas e podem ser usados, por exemplo, para monitoramento de glicose em tempo real em pacientes diabéticos.

O material de grafeno derivado de bactérias também pode ser a base para a tinta condutora, que por sua vez pode ser usada para fazer teclados de computador, placas de circuito ou pequenos fios mais rápidos e eficientes. De acordo com Meyer, o uso de tinta condutora é "uma maneira mais fácil e econômica de produzir circuitos elétricos do que os métodos tradicionais". A tinta condutora também pode ser usada para criar circuitos elétricos sobre materiais não tradicionais, como tecido ou papel.

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Na apresentação do novo desenvolvimento, foi apresentado um protótipo de bateria, na qual foi utilizado níquel-63. Ao mesmo tempo, é relatado que o uso de carbono-14 também está planejado para aumentar a eficiência. Esta substância é encontrada em hastes de grafite usadas em usinas nucleares e reatores nucleares.

O carbono-14 foi usado porque as características desse nuclídeo radioativo o tornam completamente seguro quando colocado dentro de um diamante.

Especialistas dizem que essas baterias podem durar 5730 anos. Depois disso, sua carga será reduzida pela metade.

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