Grafite magnético é produzido de forma mais barata
Físicos brasileiros e uruguaios desenvolveram um novo processo para obtenção de grafite magnético, que desperta interesse nas áreas tecnológicas e biomédicas. O material é obtido por um processo químico que permite obter quantidades que podem ser vistas a olho nu (macroscópicas) de carbono magnético estável à temperatura ambiente. O novo processo é resultado da colaboração entre Fernando Araújo-Moreira do Departamento de Física da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Álvaro Mombrú e Helena Pardo, ambos do Instituto de Física da Faculdade de Química da Universidade da República de Montevidéu no Uruguai. O pedido de patente do invento já foi depositado pela UFSCar junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI).
O
interesse pela pesquisa partiu de um artigo sobre carbono magnético,
publicado em 2001 na revista científica Nature,
que mostrava que uma variante de carbono puro poderia ser magnética
mesmo à temperatura ambiente quando submetida à preparação
e condições especiais. Tatiana Makarova, da Universidade
Umea (Suécia), uma das pioneiras no assunto, explica que
os magnetos orgânicos são muito mais leves que os convencionais,
proporcionando interesse não só para diversas áreas
das ciências naturais como também para aplicações
tecnológicas em engenharia, assim como na medicina e na biologia,
principalmente por ser o único material magnético
biocompatível (não causa rejeição no
organismo).
Araújo-Moreira afirma que o novo processo permite obter, de forma simples e econômica, quantidades macroscópicas de carbono grafite magnético. "Até hoje nenhum outro processo permitia isso. Além disso, até hoje, a existência de magnetismo em sistemas puramente orgânicos - como é o caso do grafite - era posto em dúvida em função da fraca resposta magnética", diz o pesquisador.
O processo desenvolvido é baseado em uma reação de oxi-redução rigorosamente controlada, que envolve a colocação de óxido de cobre e grafite em recipientes separados, dentro de um forno em aquecimento. Quando a temperatura atinge 1200ºC, o óxido de cobre se decompõe e o mesmo é reduzido a cobre metálico, enquanto o grafite se oxida e libera gás carbônico. "Isso cria defeitos na estrutura lamelar do grafite, que são, provavelmente, os responsáveis pela origem do comportamento magnético - comportamento de um imã - do material", afirma Moreira.
"O grafite magnético alcançado pelo novo processo é mais interessante que os obtidos por irradiação com prótons, porque apresenta magnetismo dez vezes mais intenso e pode ser conseguido em tamanhos de alguns milímetros", diz Moreira. Os materiais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força magnética e em um magnetômetro - equipamento que mede a resposta magnética dos materiais-, a diferentes temperaturas. "As medidas realizadas indicaram uma magnetização equivalente àquela que seria produzida por 2000 ppm (partes por milhão) de ferro, mas como o material apresenta no máximo 40 ppm de Fe, e foi comprovada a ausência de outros metais magnéticos tais como Níquel e Cobalto, tudo indica que o comportamento magnético é intrínseco do carbono grafite tratado", diz Moreira.
A origem do fenômeno de magnetismo em materiais carbônicos ainda não está completamente esclarecida, mas a compreensão dos mecanismos básicos, que explica o funcionamento deste material, está sendo explorada através de sua caracterização estrutural e física, a cargo dos pesquisadores do Departamento de Física e Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC) da UFSCar e do Laboratório de Materiais e Baixas temperaturas (LMBT) do Instituto de Física da Unicamp.
Segundo Fernando Araújo-Moreira, a descoberta de um processo simples para obtenção de um tipo de carbono magnético em temperatura ambiente é inovador, mas ainda "é preciso trabalhar muito". "Em primeiro lugar precisamos mostrar que é possível obter grandes quantidades do novo material. Também é necessário desenvolver um projeto industrial e mostrar a viabilidade das inúmeras aplicações que, potencialmente, detêm o novo material", afirma. Para implementar estes objetivos, o pesquisador informa que importantes parcerias científicas e industriais já foram firmadas.
