A gente já comentou por aqui, no Engenharia 360, sobre como o grafeno vem revolucionando a indústria, da perspectiva dos materiais. Mas a demanda por esse insumo implica a busca por diferentes formas de produção dele, correto? E em um contexto em que biotecnologia se apresenta como um excelente recurso, de forma ousada, a Engenharia recorreu às bactérias para a produção de grafeno!

Conheça o grafeno: propriedades e desafios na produção em larga escala

O grafeno, uma estrutura de carbono bidimensional, destaca-se por sua alta condutividade elétrica, resistência mecânica e flexibilidade. No entanto, produzi-lo em grande escala mantendo suas propriedades únicas tem sido um desafio.

As abordagens convencionais frequentemente consomem tempo e energia, resultando em variações nas propriedades. O uso de bactérias como método inovador oferece uma alternativa promissora para uma produção em larga escala mais eficiente, mantendo as características desejadas do grafeno e ampliando seu potencial de aplicação em diversas áreas industriais e tecnológicas.

Produção de grafeno: método inovador usando bactérias para eficiência e sustentabilidade

O grafeno, sendo um nanomaterial, é de grande interesse na Engenharia devido à sua alta capacidade de conduzir eletricidade, bem como a sua extraordinária força mecânica e flexibilidade. No entanto, o grande obstáculo em adotá-lo para aplicações cotidianas é a sua produção em grande escala, mantendo suas propriedades surpreendentes.

Uma equipe de pesquisadores em nanociência, liderados pela bióloga Dra. Meyer, descreveu seu método para produzir materiais de grafeno usando uma nova técnica: misturar grafite oxidada com… Bactérias! Segundo a equipe, a metodologia constitui uma maneira mais eficiente em termos de custo, economia de tempo e respeito ao meio ambiente, ao ser comparada com os métodos químicos de produção do grafeno.

Como as bactérias estão revolucionando a produção de grafeno em larga escala

A fim de produzir maiores quantidades de materiais de grafeno, a bióloga Meyer e seus colegas começaram com um mero frasco de grafite. Eles esfoliaram o grafite - derramando as camadas de material - para produzir o óxido de grafeno, que eles então misturaram com a bactéria Shewanella. Eles deixam o béquer de bactérias e materiais precursores repousar durante a noite, período em que as bactérias reduziram o óxido de grafite a um material de grafeno.

As bactérias removeram os grupos de oxigênio do material, transformando-o em condutível para eletricidade. Basicamente, fizeram o trabalho.

Aplicações do grafeno produzido por bactérias: avanços em biossensores e tinta condutora

O material de grafeno produzido por bactérias criado no laboratório de Meyer é condutor e também é mais fino e mais estável do que o grafeno produzido quimicamente. Além disso, ele pode ser armazenado por períodos mais longos.

Essas propriedades tornam o grafeno produzido biologicamente adequado para uma variedade de aplicações, incluindo biossensores de transistores de efeito de campo (FET) e tinta condutora. Os biossensores FET são dispositivos que detectam moléculas biológicas e poderiam ser usados para realizar, por exemplo, monitoramento de glicose em tempo real para diabéticos.

Grafeno produzido biologicamente: vantagens em estabilidade e condução elétrica

O grafeno obtido por meio desse método biológico demonstrou uma notável estabilidade ao longo do tempo, em comparação com o grafeno produzido por processos químicos. Além disso, sua capacidade de condução elétrica permaneceu consistente, o que é crucial para diversas aplicações industriais e tecnológicas.

Biotecnologia e grafeno: uma nova abordagem para aplicações em diversos setores

A integração da biotecnologia na produção de grafeno abre um leque de possibilidades em vários setores. Desde a medicina, com avanços em diagnósticos precisos e dispositivos para monitoramento de saúde, até a indústria de eletrônicos, que pode se beneficiar com componentes mais eficientes e duráveis. Além disso, essa abordagem sustentável pode impactar positivamente o meio ambiente, reduzindo a pegada de carbono na produção de materiais de alta tecnologia.

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Fontes: Phys.org.

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Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.