O grafeno é um nanomaterial que constitui uma das formas cristalinas do carbono, um dos melhores condutores térmicos e um dos materiais mais resistentes e duros conhecidos. Suas propriedades óticas permitem a passagem de quase 98% da luz incidente, além de ser extremamente flexível e impermeável. Esses atributos levaram a Gerdau, nº1 nacional em aço, a somar quatro anos de pesquisa do mineral, firmar parceria em 2019 com o Centro de Inovação de Engenharia de Grafeno da Universidade de Manchester, no Reino Unido, e a lançar oficialmente em abril deste ano a unidade de negócios Gerdau Graphene, sediada em São Paulo e com filial nos EUA. “A Gerdau Graphene entra no mercado de forma singular por sua aposta em tornar a produção do material viável comercialmente e em larga escala”, sublinha o diretor geral Alexandre de Toledo Corrêa. As oportunidades em plásticos figuram na linha de frente dos mercados na mira da desenvolvedora de grafeno.
Quais os procedimentos básicos para o processamento de grafeno em termoplásticos? Para maximizar o desempenho do grafeno é necessário que ele seja adequadamente exfoliado, disperso e distribuído na matriz polimérica. Esse processo apresenta alguns desafios tecnológicos, tendo em vista que, devido às características morfológicas, o grafeno tende a se aglomerar, dificultando a dispersão. O processo também varia muito de acordo com o tipo do termoplástico, sua matriz, cargas, outros materiais etc. Para simplificar o processo para nosso cliente final, a Gerdau Graphene irá desenvolver e fornecer masterbatches com grafeno previamente disperso. A homogeneização, assim como uma dispersão adicional, ocorrerá durante os processos de transformação e conformação do artefato.
Por quais motivos, conforme tem sido divulgado, o grafeno de 5 a 10 camadas é mais adequado que o tipo de 6 a 10 para uso em plásticos? O termo ‘grafeno’ é usado comercialmente para significar uma variedade de materiais – algumas vezes, inclusive, materiais que, tecnicamente, não são classificados como grafeno pela academia. Contudo, quando falamos em grafeno, várias características devem ser levadas em consideração e não apenas o número de suas camadas. O número de camadas é uma variável importante, mas existem outras, como o tamanho lateral do material, sua pureza, a quantidade de oxigênio e outros elementos de superfície. O conjunto destas características é que irá determinar, para cada aplicação pretendida, o grafeno mais adequado. Portanto, não concordamos que necessariamente o grafeno de 5 a 10 camadas é, genericamente, o mais adequado para uso em plásticos.
Quais os aprimoramentos proporcionados pela incorporação do grafeno nas propriedades dos plástico requeridas para produtos transformados flexíveis e rígidos? O grafeno é um material multifuncional, permitindo a melhoria de desempenho simultâneo de diferentes propriedades, tais como as mecânicas, químicas, elétricas, óticas e térmicas. O correto é se adaptar a aplicação, escolha e dispersão de grafeno de acordo com a especificação do projeto e/ou produto no qual se trabalha. No plástico, o grafeno pode ainda atuar com propriedades de barreira, inclusive antiviral, bactericida e fungicida – que possuem grande demanda atualmente. A maximização de cada propriedade depende de diversos fatores, entre os quais o tipo e a quantidade de grafeno adicionado ao polímero, assim como a técnica de sua dispersão. E cada mercado ou cliente terá demandas diferentes para os seus produtos.
Qual a relevância da indústria do plástico na estratégia de mercado da Gerdau Graphene? A aplicação de grafeno em materiais plásticos é um dos cinco mercados-chave para a Gerdau Graphene. Temos hoje no Brasil projetos focados na aplicação do grafeno em embalagens flexíveis secundárias, tipo shrink e stretch (sem contato direto de alimentos), plásticos de engenharia e plásticos para o setor automotivo. A relevância está bem além do consumo atual do material e possui ainda rápida base de expansão.
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