domingo, 17 de outubro de 2010

Grafeno X Silício, uma evolução na tecnologia

Recentemente tivemos as entregas dos Nobéis. E o nobel de física foi para Andre Geim e Konstatntin Novoselov por seus experimentos na utilização do Grafeno.
Bom, antes de falar do Grafeno vamos entender primeiro como é constituída toda a tecnologia que nos rodeia.
Hoje todos os nossos equipamentos eletrônicos utilizam dispositivos semicondutores construídos com Silício. O Silício é um elemento da coluna 4A da tabela periódica e faz parte dos elementos semicondutores.
Os semicondutores em condições normais não são bons condutores de eletricidade, porém através de um processo chamado "Dopagem eletrônica", onde esses elementos recebem impurezas químicas de outros elementos da tabela periódica os semicondutores tornam-se bons condutores e é a partir destes semicondutores dopados que se origina os transístores e consecutivamente os Circuitos Integrados (Chips).
A tecnologia com circuitos originados do silício sem dúvidas foi um grande avanço de nossa ciência, foi através deste procedimento que conseguimos ter a mão todos esses aparatos tecnológicos ao nosso redor.
Nós conseguimos aumentar gradativamente a quantidade de transístores dentro de uma pequena área do Circuito Impresso, primeiro foram 10 transístores dentro de uma pequena área, depois 100 transístores dentro da mesma área, 1000, 10 000... chegamos a escala SLSI(Super Large Scale Integration) que tem pra mesma área inicial uma quantidade que varia entre 1 milhão e 10 milhões de transístores. Só que a medida que fomos explorando o potencial do Silício fomos encontrando seus limites. Hoje os fabricantes de circuitos integrados estão encontrado muitos problemas para aumentar a frequência de trabalho dos dispositivos semicondutores feitos de silício e também dificuldades para aumentar a escala de integração nos Circuitos.
A medida que convergimos para a nanotecnologia a passagem da corrente elétrica nesses dispositivos causa uma série de eventos que prejudica o perfeito funcionamento, o primeiro problema é a variação de temperatura e em seguida mais não menos importante a variação dimensional.

Bom, então é agora que entra o Grafeno.
O grafeno é uma nova forma na combinação do carbono descoberta em 2004 e que é considerado um dos tópicos mais quentes na física atual. Os átomos individuais de carbono no grafeno estão dispostos em uma estrutura hexagonal, o que gera uma folha plana. Se essas folhas forem enroladas elas resultarão nos famosos nanotubos de carbono.


O Grafeno se caracteriza por uma alta condutividade térmica e elétrica e por combinar uma alta elasticidade e rapidez com uma extrema dureza, o que o situa como o material mais resistente do mundo. Só para se ter uma idéia, um transistor normal mede 45 nanômetros, um átomo mede 0,1 nanômetro. O transistor de grafeno mede 1 nanômetro. Apenas 10 vezes maior que um átomo e 45 vezes menor que um transistor normal. Nas fitas de grafeno, graças às suas dimensões em escala nanométrica, o confinamento quântico faz o material se comportar como um semicondutor, tornando-o adequado para a criação de dispositivos eletrônicos. Mas, quando as fitas têm largura a partir de 1 micrômetro, o grafeno funciona como um condutor - como um condutor excepcional transmitindo a corrente elétrica 100 vezes mais rápido que qualquer material conhecido. Por ser o material de carbono mais fino possível, com apenas um átomo de espessura, o grafeno é ideal para a construção de eletrodos transparentes, necessários para as telas sensíveis ao toque.
Bom, a comunidade científica está muito animada com as possibilidades do grafeno, e nós meros mortais vamos testemunhar uma revolução na tecnologia que temos hoje assim que o grafeno começar a ser fabricado em escala comercial.
O link abaixo mostram mais curiosidades sobre o grafeno.

Fonte: Papo Nerd

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