O documento discute nanomateriais de carbono como grafeno, nanotubos de carbono e buckyballs. O grafeno é uma estrutura bidimensional de carbono com propriedades mecânicas e elétricas notáveis. Nanotubos de carbono são estruturas cilíndricas com aplicações potenciais em fibras e dispositivos eletrônicos. Buckyballs são estruturas esféricas de carbono que podem encapsular outras substâncias.

1. Nanotecnologia do Carbono
Grafeno e Fulerenos

2. Conteúdo:
• Grafeno:
– O que é?
– Propriedades
– Obtenção
– Aplicações
• Fulerenos:
– Nanotubos:
• O que são?
• Propriedades
• Obtenção
• Aplicações
– Buckyballs:
• O que são?
• Propriedades
• Obtenção
• Aplicações

3. Grafeno:
• O que é?
– É uma malha unidimensional de carbonos ligados de acordo com a
seguinte estrutura:
...que só é possível devido à concatenação.

4. Ligações duplas compartilhadas entre os átomos de
carbono

5. Os átomos compartilham as ligações pi, que “giram” pela molécula conferindo
aromaticidade ao grafeno.

6. Propriedades:
• Ótimos condutores, com boa mobilidade eletrônica
• Camadas duplas e nanofitas com propriedades eletrônicas
variáveis
• 200 vezes mais resistente que o aço
• Absorção ótica variável
• Alta condutividade térmica
• Propriedades interessantes para experiências de física
moderna

9. Modo de obtenção:
• Através do Carbeto de Silício (SiC) ou do Óxido de
Grafite
• Também pode-se produzir grafeno através da pirólise
do etóxido de sódio, da redução de dióxido de
carbono, através do açúcar, de nanotubos ou
simplesmente esfoliando o grafite usando uma fita
adesiva, que foi o que fez a dupla ganhadora do
Prêmio Nobel pela descoberta do grafeno.

10. Aplicações:
• Transistores Balísticos
• Moduladores óticos
• Circuitos integrados
• Eletrodos transparentes (Telas
touchscreen, OLEDs, células fotovoltaicas orgânicas)
• Materiais para gerenciamento térmico
• Ultracapacitores
• Também pode ser usado como bactericida e no
sequenciamento de DNA

11. Fulerenos:
• É qualquer molécula formada apenas por carbonos
que se organize em uma estrutura cilíndrica
(nanotubos) ou esférica (buckyballs) ocas.

12. Nanotubos:
• São basicamente folhas de carbono enroladas
cilindricamente.

13. Propriedades:
• São bem resistentes
• Possuem propriedades eletrônicas peculiares
• Bons condutores elétricos e térmicos ao longo de
seu comprimento
• São bastante opacos
• São tóxicos

14. Modo de Obtenção:
• Através de deposição controlada de vapor químico
de carbono
• Usando um laser para furar o grafite
• Os nanotubos, assim como o grafeno e as
buckyballs, podem ser encontrados após a
combustão.

15. Aplicações:
• Fibras e tecidos resistentes e impermeáveis para
diversos usos
• Músculos artificiais
• Super capacitores
• Transistores
• Células solares
• Por serem tóxicos, a maioria das aplicações em
potencial dos nanotubos continua apenas na teoria.

16. Buckyballs
• Buckyballs (buckminsterfullerene) são esferas ocas
compostas de carbono.
• Esse nome é devido às construções do arquiteto
Richard Buckminster “Bucky” Fuller, cujas obras
tinham geralmente o formato de domo.

17. • Existem buckyballs de vários tamanhos, de pequenas
c20 até c60, c70 e c100.
• A descoberta das Buckyballs deu o Prêmio Nobel de
Quimica a Richard Smalley, Harold Kroto e Robert
Curl, em 1996. Até hoje não descobriram muitas
aplicações para as buckyballs.

18. Propriedades:
• São estáveis
• Podem ser “recheadas”
• Não perdem seu formato esférico mesmo depois de
reagir
• São as maiores moléculas a apresentarem dualidade
onda-partícula, medindo em média 0,7 nm.

19. Modo de Obtenção:
• Não há muitos métodos industriais para a produção
das Buckyballs, o mais utilizado é através de uma
descarga elétrica em eletrodos de carbono contidos
em ambiente inerte.

20. Aplicações:
• Podem ser usadas como “envelope” de substâncias
• Sua solução é viscosa é pode ser usada de
lubrificante
Solução de C60 no Benzeno