O que é o grafeno e porque motivo é interessante

Nuno Peres

* Professor Associado de Física, Dep. Física, Universidade do Minho. Co-autor do estudo da transparência do grafeno recentemente publicado na revista Science: “FINE STRUCTURE CONSTANT DEFINES THE VISUAL TRANSPARENCY OF GRAPHENE”, R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, and A. K. Geim, Science 6 June 2008 320: 1308.


O grafeno foi desboberto no final do ano de 2004, no Centro de Nanotecnologia da Universidade de Manchester, dirigido pelo Prof. A. K. Geim. Este material é totalmente bidimensional e feito inteiramente de átomos de carbono, arranjados entre si numa rede hexagonal (ou de favo de mel).

Como se explicará adiante em maior detalhe este sistema já encontrou aplicações na industria de células solares, em dispositivos de cristais líquidos, em sensores moleculares e no fabrico de protótipos de transistores de dimensões nanoescópicas. Também na área da investigação fundamental, a descoberta deste material revelou novos e excitantes efeitos físicos. Olhemos por com algum detalhe (embora necessariamente de forma qualitativa) para a física deste novo material.


Tobias Stauber, outro co-autor do estudo

A densidade electrónica do grafeno corresponde à situação em que se tem um electrão por cada átomo de carbono, sendo a estrutura de bandas do material determinada pela geometria da sua rede cristalina. Como resultado da estrutura de bandas e da densidade electrónica, a superfície de Fermi do grafeno reduz-se a seis pontos na zona de Brillouin. A estrutura de bandas do material em torno destes seis pontos é isotrópica e linear no momento do electrão.

A consequência deste facto é que a teoria efectiva que descreve a física do grafeno é a de uma modelo ultra-relativista, de partículas carregadas de massa nula (um tipo de partículas que não existe na física das partículas elementares). Assim a teoria efectiva não é a tradicional equação de Schrödinger mas sim a equação de Dirac em duas dimensões espaciais.

O facto das excitações elementares no grafeno serem descritas pela equação de Dirac tem uma vasta gama de consequências, por vezes inesperadas, para as propriedades electrónicas deste material. Isto significa que as propriedades termodinâmicas, de transporte e espectrais necessitam de ser revisitadas, pois não são descritas pela física do convencional gás bidimensional de electrões.

A promessa de encontrar nova e excitante física no grafeno, a qual poderá levar a importantes aplicações em nanotecnologia tem sido o motor para a investigação neste campo em grande aceleração ao nível mundial. Instituições de topo mundial, como Boston University, MIT, Havard, Berkeley, Stanford, Manchester, Oxford, Universidade Autonoma de Madrid, Universidade de Leiden, Escola Normal Superior de Pisa, etc, têm neste momento fortes grupos teóricos e experimentais na física do grafeno.

Entre os primeiros resultados espetaculares obtidos deste novo material está o efeito de campo medido pelo grupo de Manchester. Este grupo mostrou que o portadores de carga podem ser tanto electrões como vazios, dependendo da polaridade do compo eléctrico externo. Na presença de um forte campo magnético aplicado perpendicularmente ao grafeno, este sistema desenvolve um efeito de Hall quaântico não usual, cuja previsão teórica envolveu dois investigadores do Departamento de Física da Universidade do Minho, o autor e o Dr. Tobias Stauber (investigador germânico contratado ao abrigo do programa Ciência 2007).

A grande velocidade dos electrões no grafeno, c/300 (onde c é a velocidade da luz), permite a observação do efeito de Hall quântico à temperatura ambiente. Outros fenómenos de transporte igualmente espetaculares envolvem o transporte balístico de electrões ao longo de distâncias da ordem dos sub-micrometros e condutividades térmicas muito elevadas, o que abre a perspectiva de se produzirem dispositivos electrónicos com tempo de resposta muito rápidos que poderão no futuro vir a integrar uma nova geração de microchips ultra-rápidos.

Que as empresas líderes nesta áreas estão muito atentas a esta possibilidade é o facto da INTEL finaciar neste momento pelos menos o grupo na Universidade de Georgia Tech, Georgia, U.S.A, dedicado à investigação em grafeno.

Um outro avanço recente, publicado conjuntamente na revista Science pelo grupo de Manchester e por dois investigadores do Departamento da Universidade do Minho (que efecturam o estudo teórico do efeito observado), foi a demonstração que ografeno apenas absorve 2.3% da luz que nele incide, numa gama de frequências que vai do infra-vermelho ao ultravioleta. Isto abre imediatamente a possiblidade de usar o grafeno como eléctrodos metálicos transparentes na industria de cristais líquidos e de células solares, existindo já protótipos em funcionamento.

O que é interessante do ponto de vista de física fundamental é que a transparência do grafeno não depende de nenhum parâmetro do material, sendo apenas controlada por uma constante fundamental, a constante de estrutura fina, a qual está normalmente associada à física das partículas e das altas energias, uma situação muito rara em física da matéria condensada.

Igualmente, já foi demonstrada a possibilidade de construir protótipos de transistores feitos de pontos quânticos de grafeno, apontando esta linha de investigação para o desenvolvimento de uma electrónica de base interamente molecular.

Em conclusão o grafeno abriu novas avenidas ao nosso conhecimento de ciência fundamental e promete aplicações futuras em nanotecnologia que não eram concebíveis antes da sua descoberta.


Leituras adicionais:

A. K. Geim and P. Kim, “Carbon Wonderland”, Scientific American, 90 (April 2008).
A. K. Geim and A. H. MacDonald, “Graphene: Exploring Carbon Flatland”, Physics Today 60, 35 (2007).
A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, “Drawing Conclusions from Graphene”, Physics World, November (2006).

Essa foi uma boa reviravolta. Agora, é só esperar a resultado aparecer em nossas casas.

O estudo do grafeno esta muito em moda e existe muitos jovens universitarios participar no seu estudo o que faz com que o nosso conhecimento sobre ele caminhe a velocidade da luz... xD

Transístor de fulereno é 1 milhão de vezes mais rápido
Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/03/2023


A realização deste transístor exigiu uma nova compreensão sobre como as moléculas liberam elétrons quando energizadas pela luz.
[Imagem: Yanagisawa et al. (2023)]


Transístor molecular

Na eletrônica e na computação, o modo comum de funcionamento de um transístor é o de um interruptor: Ligado é interpretado como 1 e desligado é interpretado como 0.

Assim, a velocidade com que você consegue ligar e desligar esse interruptor - chamado tempo de chaveamento do transístor - em última instância determina a velocidade do seu processador.

Agora, Hirofumi Yanagisawa e colegas da Universidade de Tóquio construíram um transístor molecular - formado por uma única molécula - que tem dois ganhos fundamentais em relação aos atuais transistores de silício.

Em primeiro lugar, o transístor molecular é acionado por luz, e não por eletricidade, o que significa um consumo de energia muito menor; em segundo lugar, esse transístor óptico tem um tempo de chaveamento que é nada menos do que um milhão de vezes mais rápido do que os transistores mais modernos.

Mas é ainda mais do que isso: Como essas moléculas individuais podem ser acionadas de múltiplas formas por um feixe de luz, torna-se possível contar com múltiplos transistores microscópicos em uma única molécula, o que significa que é possível aumentar a complexidade de um circuito sem aumentar sua dimensão física.

Em outras palavras, com múltiplos transistores ultrarrápidos combinados em uma única molécula, seria necessária apenas uma pequena rede deles para executar tarefas computacionais com uma velocidade muito maior do que é possível hoje.


O pulso de luz pode alterar o caminho percorrido pelo elétron que chega, aqui representado por um trem.
[Imagem: Yanagisawa et al. (2023)]
Transístor de fulereno

O transístor consiste em uma única molécula de fulereno, uma esfera feita com átomos de carbono - se você enrolar um pedaço de grafeno, que é uma folha monoatômica de carbono, você tem um nanotubo; se o embolar, você tem um fulereno.

O uso do fulereno como um transístor é bem mais do que um simples experimento de demonstração. Embora se saiba há décadas que as moléculas emitem elétrons quando energizadas por determinados comprimentos de onda, Yanagisawa e seus colegas foram os primeiros a teorizar e explicar como a emissão de elétrons das moléculas excitadas de fulereno deve se comportar quando expostas a tipos específicos de luz laser, o que os permitiu trabalhar até mesmo com elétrons individuais.

"O que conseguimos fazer aqui foi controlar a maneira como uma molécula direciona o caminho de um elétron que chega usando um pulso muito curto de luz laser vermelha," contou Yanagisawa. "Dependendo do pulso de luz, o elétron pode permanecer em seu curso padrão ou ser redirecionado de maneira previsível. Então, é um pouco como os pontos de comutação de um trilho de trem ou de um transístor eletrônico, só que muito mais rápido. Acreditamos que podemos atingir uma velocidade de comutação um milhão de vezes mais rápida do que um transístor clássico, o que pode se traduzir em desempenho real na computação."

Imagens com ultrarresolução

Esta é a primeira vez que a luz foi usada para controlar a emissão de elétrons de uma molécula dessa maneira.

E emitir elétrons a partir da luz é algo muito comum, sendo o mecanismo fundamental por trás das células solares e dos sensores das câmeras digitais, por exemplo. E é aqui que a equipe acredita que sua técnica terá benefícios práticos de grande alcance.

"Esta técnica é semelhante à forma como um microscópio de emissão de fotoelétrons produz imagens," disse Yanagisawa. "Só que, enquanto eles podem atingir resoluções de cerca de 10 nanômetros, ou dez bilionésimos de metro [10-9], nosso interruptor de fulereno melhora isso e permite resoluções de cerca de 300 picômetros, ou trezentos trilionésimos de metro [10-12]."

Em princípio, como vários comutadores de elétrons ultrarrápidos podem ser combinados em uma única molécula, seria necessária apenas uma pequena rede delas para executar essas tarefas. Mas ainda há vários desafios a serem vencidos, como miniaturizar o componente do laser, o que seria essencial para criar esse novo tipo de circuito integrado. Portanto, ainda pode levar muitos anos até que vejamos um processador ou uma câmera baseados em transistores de fulereno.

Bibliografia:

Artigo: Light-induced subnanometric modulation of a single-molecule electron source
Autores: Hirofumi Yanagisawa, Markus Bohn, Hirotaka Kitoh-Nishioka, Florian Goschin, Matthias F. Kling
Revista: Physical Review Letters
Vol.: Accepted paper

fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=transistor-fulereno-1-milhao-vezes-mais-rapido&id=010110230313&ebol=sim#.ZBBntHbMK1u

Impossível? Gerador de grafeno extrai energia do movimento browniano

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/08/2023



A eletricidade é extraída da agitação termal dos átomos, que ocorre constantemente a temperatura ambiente.
[Imagem: M. L. Ackerman et al. - 10.1103/PhysRevLett.117.126801]

Extrair energia do movimento browniano

Sabemos que todos os sistemas físicos apresentam flutuações aleatórias constantes, resultantes do movimento térmico dos átomos, conhecido como movimento browniano.

Desde o início do século XIX houve interesse em extrair trabalho útil desse movimento. Mas, na década de 1960, o famoso físico Richard Feynman jogou uma pá de cal sobre o assunto em uma série de palestras sobre o movimento browniano, em demonstrações que passaram a fazer parte dos livros-texto de Física até hoje.

Mas parece que a análise de Feynman não era assim tão completa, tendo deixado de lado algo essencial, como acaba de demonstrar uma equipe das universidades de Arkansas, Stanford (EUA) e Carlos III de Madrid (Espanha).

A equipe provou rigorosamente que as flutuações térmicas de uma folha de grafeno, devidamente conectada a um circuito com diodos com resistência não-linear e capacitores de armazenamento, de fato produz um trabalho útil, carregando os capacitores com eletricidade.

Os pesquisadores descobriram que, quando os capacitores de armazenamento têm carga inicial zero, o circuito extrai energia do ambiente térmico para carregá-los.

Além disso, capacitores de armazenamento maiores retiram mais carga do mesmo circuito, e uma capacitância menor do grafeno fornece tanto uma taxa inicial de carregamento mais alta quanto um tempo mais longo para descarregar. Essas características são importantes porque permitem tempo para desconectar os capacitores de armazenamento do circuito de coleta de energia antes que a carga líquida seja perdida.

A equipe demonstrou ainda que o sistema satisfaz tanto a primeira quanto a segunda lei da termodinâmica ao longo do processo de carregamento.

Youtube



Energia térmica não-linear

A descoberta se baseia em dois estudos anteriores da mesma equipe. Em 2016, eles identificaram as propriedades vibracionais únicas do grafeno e seu potencial para captação de energia.

Então, em 2020 eles propuseram um circuito usando grafeno capaz de fornecer energia limpa e ilimitada para pequenos dispositivos ou sensores.

Agora a equipe foi além, tanto em termos de rigor matemático quanto de aplicação prática, apresentando o projeto de um circuito capaz de captar energia do calor da Terra e armazená-la em capacitores para uso posterior, o que eles chamam de "energia térmica não-linear".

"Teoricamente, era isso que queríamos provar. Existem fontes de energia bem conhecidas, como cinética, solar, radiação ambiente, acústica e gradientes térmicos. Agora também há energia térmica não-linear," explicou o professor Paul Thibado. "Normalmente, as pessoas imaginam que a energia térmica requer um gradiente de temperatura. Isso é, claro, uma importante fonte de energia prática, mas o que descobrimos é uma nova fonte de energia que nunca existiu antes. E essa nova energia não requer duas temperaturas diferentes porque ela existe em uma única temperatura."



Circuito proposto pela equipe para gerar energia limpa e ilimitada a partir do movimento browniano.
[Imagem: Russell Cothren/University of Arkansas]

Coletor de Energia de Grafeno

Tudo começou quando a equipe monitorou no nível atômico o movimento dinâmico de ondulações em uma folha de grafeno livre - que não está apoiada sobre um substrato. E essas ondulações sobem e descem em resposta à temperatura ambiente.

"Quanto mais fino algo é, mais flexível é," disse Thibado. "E, com apenas um átomo de espessura, não há nada mais flexível. É como um trampolim, movendo-se constantemente para cima e para baixo. Se você quiser impedi-lo de se mover, terá que resfriá-lo a 20 Kelvin

Assim, pode ser que o mecanismo funcione com outros tipos de materiais monoatômicos, mas isto ainda terá que ser demonstrado. Por enquanto, a equipe fala apenas em seu "Coletor de Energia de Grafeno", que usa uma folha de grafeno carregada negativamente suspensa entre dois eletrodos de metal.

Quando o grafeno oscila para cima, isso induz uma carga positiva no eletrodo superior; quando ele oscila para baixo, ele carrega positivamente o eletrodo inferior, criando uma corrente alternada. Com diodos conectados em oposição, permitindo que a corrente flua nos dois sentidos, criam-se caminhos separados através do circuito, produzindo uma corrente pulsante que realiza trabalho em um resistor de carga.

Da impossibilidade física ao mercado

Os pesquisadores já estão trabalhando com uma empresa emergente, para lançar seus coletores de energia de grafeno visando o mercado da internet das coisas e sensores em geral, um espaço até agora ocupado pelos nanogeradores triboelétricos.

"Sempre houve essa pergunta: 'Se nosso dispositivo de grafeno estiver em um ambiente realmente silencioso e escuro, ele coletaria alguma energia ou não?' A resposta convencional é não, já que isto aparentemente desafia as leis da física. Mas a física nunca foi analisada com cuidado."

"Acho que as pessoas ficaram com um pouco de medo do assunto por causa do Feynman. Então, todo mundo disse: 'Não vou tocar nisso.' Mas a questão continuou exigindo nossa atenção. Honestamente, sua solução só foi encontrada através da perseverança e abordagens diversificadas de nossa equipe única," concluiu Thibado.

Bibliografia:

Artigo: Anomalous Dynamical Behavior of Freestanding Graphene Membranes
Autores: M. L. Ackerman, P. Kumar, M. Neek-Amal, P. M. Thibado, F. M. Peeters, Surendra Singh
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 117, 126801
DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.126801

Artigo: Fluctuation-induced current from freestanding graphene
Autores: P. M. Thibado, P. Kumar, Surendra Singh, M. Ruiz-Garcia, A. Lasanta, L. L. Bonilla
Revista: Physical Review E
Vol.: 102, 042101
DOI: 10.1103/PhysRevE.102.042101

Artigo: Charging capacitors from thermal fluctuations using diodes
Autores: Paul M. Thibado, John C. Neu, Pradeep Kumar, Surendra Singh, Luis L. Bonilla
Revista: Physical Review E
Vol.: 108, 024130
DOI: 10.1103/PhysRevE.108.024130

fonte:
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=impossivel-gerador-grafeno-extrai-energia-movimento-browniano&id=010115230822&ebol=sim

Grafeno é desbancado: Fama de melhor condutor de calor do mundo era indevida

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/12/2023


As propriedades térmicas do grafeno podem não ser tão revolucionárias como os cientistas calcularam inicialmente.
[Imagem: Jynto/Wikimedia]

Fama do grafeno

O grafeno, um material que consiste em uma única camada de átomos de carbono, tem sido celebrado pela ciência como a "próxima grande estrela" na ciência dos materiais.

Mas, de acordo com Zherui Han e Xiulin Ruan, da Universidade Purdue, nos EUA, as suas propriedades térmicas podem não ser tão revolucionárias como se calculou a princípio.

A atribuição do Prêmio Nobel de Física de 2010, apenas seis anos após a descoberta do grafeno, fez deslanchar não apenas a fama do material, mas também o interesse em seu estudo, já que qualquer experimento feito com grafeno parecia se justificar.

Por exemplo, diz-se que o grafeno conduz eletricidade melhor do que qualquer outro material conhecido pela ciência. Ele também é conhecido pela sua resistência material. Os pesquisadores do transporte térmico também foram rápidos em atribuir-lhe o título de melhor condutor de calor do mundo.

"Anteriormente, o material que se pensava ter a maior condutividade térmica era o diamante," detalhou Han. "Esse é o material que pode transferir mais calor com mais rapidez. Mas, quando o grafeno apareceu, os principais estudos mostraram que ele era muito melhor do que o diamante."

Só que esses estudos aparentemente estavam errados.


Em alguns casos de grande interesse tecnológico, o calor se propaga por um material na forma de um fluxo viscoso.
[Imagem: EPFL]

Grafeno versus diamante

A condutividade térmica é medida em watts por metro por Kelvin [W/(m.K)]. Nesta escala, a condutividade térmica do diamante é geralmente considerada como sendo de cerca de 2.000. Mas, quando os cientistas começaram a medir a condutividade térmica do grafeno, as primeiras estimativas chegaram a mais de 5.000.

"No entanto, medições experimentais e modelagens subsequentes refinaram a condutividade térmica do grafeno," disse Ruan. "Artigos mais recentes trouxeram esse número para cerca de 3.000, o que ainda é muito melhor do que o diamante. Mas agora descobrimos algo completamente diferente."

Os novos cálculos da dupla colocam o grafeno em uma posição bem mundana: Os resultados indicam que a condutividade térmica do grafeno à temperatura ambiente fica por volta de 1.300 W/(m.K), não apenas menor que a do diamante, mas também menor do que o material bruto de grafite, do qual o grafeno é extraído - o grafeno consiste em uma única folha de grafite.

A disparidade entre os resultados se deve a um fenômeno chamado espalhamento de quatro fônons. Os fônons são as quasipartículas responsáveis pela transferência de calor. Até recentemente, os pesquisadores só conseguiam compreender o espalhamento de três fônons para prever a transferência de calor através dos sólidos. Mas, em 2016, a equipe de Ruan desenvolveu uma teoria geral de espalhamento de quatro fônons e, um ano depois, quantificou com sucesso o espalhamento de quatro fônons.

"Estudos anteriores sugerem que o espalhamento de três fônons seria restringido pela bidimensionalidade, o que em teoria torna o grafeno muito mais condutor termicamente do que materiais brutos. Mas o espalhamento de quatro fônons não é restrito pela natureza 2D do grafeno; na verdade, o efeito é bastante forte. Nosso trabalho mostrou que o espalhamento de quatro fônons se torna o principal canal de espalhamento no grafeno em relação ao espalhamento de três fônons. Este é um resultado impressionante."



Nanotecnologia
Grafeno é desbancado: Fama de melhor condutor de calor do mundo era indevida
Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/12/2023

Grafeno é desbancado: Fama de melhor condutor de calor do mundo era indevida
As propriedades térmicas do grafeno podem não ser tão revolucionárias como os cientistas calcularam inicialmente.
[Imagem: Jynto/Wikimedia]


Fama do grafeno

O grafeno, um material que consiste em uma única camada de átomos de carbono, tem sido celebrado pela ciência como a "próxima grande estrela" na ciência dos materiais.

Mas, de acordo com Zherui Han e Xiulin Ruan, da Universidade Purdue, nos EUA, as suas propriedades térmicas podem não ser tão revolucionárias como se calculou a princípio.


A atribuição do Prêmio Nobel de Física de 2010, apenas seis anos após a descoberta do grafeno, fez deslanchar não apenas a fama do material, mas também o interesse em seu estudo, já que qualquer experimento feito com grafeno parecia se justificar.

Por exemplo, diz-se que o grafeno conduz eletricidade melhor do que qualquer outro material conhecido pela ciência. Ele também é conhecido pela sua resistência material. Os pesquisadores do transporte térmico também foram rápidos em atribuir-lhe o título de melhor condutor de calor do mundo.

"Anteriormente, o material que se pensava ter a maior condutividade térmica era o diamante," detalhou Han. "Esse é o material que pode transferir mais calor com mais rapidez. Mas, quando o grafeno apareceu, os principais estudos mostraram que ele era muito melhor do que o diamante."

Só que esses estudos aparentemente estavam errados.

Grafeno é desbancado: Fama de melhor condutor de calor do mundo era indevida
Em alguns casos de grande interesse tecnológico, o calor se propaga por um material na forma de um fluxo viscoso.
[Imagem: EPFL]

Grafeno versus diamante

A condutividade térmica é medida em watts por metro por Kelvin [W/(m.K)]. Nesta escala, a condutividade térmica do diamante é geralmente considerada como sendo de cerca de 2.000. Mas, quando os cientistas começaram a medir a condutividade térmica do grafeno, as primeiras estimativas chegaram a mais de 5.000.

"No entanto, medições experimentais e modelagens subsequentes refinaram a condutividade térmica do grafeno," disse Ruan. "Artigos mais recentes trouxeram esse número para cerca de 3.000, o que ainda é muito melhor do que o diamante. Mas agora descobrimos algo completamente diferente."


Os novos cálculos da dupla colocam o grafeno em uma posição bem mundana: Os resultados indicam que a condutividade térmica do grafeno à temperatura ambiente fica por volta de 1.300 W/(m.K), não apenas menor que a do diamante, mas também menor do que o material bruto de grafite, do qual o grafeno é extraído - o grafeno consiste em uma única folha de grafite.

A disparidade entre os resultados se deve a um fenômeno chamado espalhamento de quatro fônons. Os fônons são as quasipartículas responsáveis pela transferência de calor. Até recentemente, os pesquisadores só conseguiam compreender o espalhamento de três fônons para prever a transferência de calor através dos sólidos. Mas, em 2016, a equipe de Ruan desenvolveu uma teoria geral de espalhamento de quatro fônons e, um ano depois, quantificou com sucesso o espalhamento de quatro fônons.

"Estudos anteriores sugerem que o espalhamento de três fônons seria restringido pela bidimensionalidade, o que em teoria torna o grafeno muito mais condutor termicamente do que materiais brutos. Mas o espalhamento de quatro fônons não é restrito pela natureza 2D do grafeno; na verdade, o efeito é bastante forte. Nosso trabalho mostrou que o espalhamento de quatro fônons se torna o principal canal de espalhamento no grafeno em relação ao espalhamento de três fônons. Este é um resultado impressionante."

Grafeno é desbancado: Fama de melhor condutor de calor do mundo era indevida
Existe também uma espécie de "supercondutividade termal", quando o calor se propaga em forma de ondas.
[Imagem: IQOQI/Ritsch]

Confirmação experimental

No momento, todos esses resultados são teóricos, mas a dupla já está trabalhando com experimentalistas para checar essas previsões.

"Sendo o grafeno o primeiro material bidimensional, muitas pessoas pensaram que ele seria algo mágico," disse Han. "Acreditava-se que ele tinha todas essas propriedades superiores: térmicas, mecânicas, ópticas, elétricas. Como pesquisadores térmicos, é nosso trabalho estabelecer se essa parte é verdadeira. O grafeno ainda é um bom condutor de calor, mas nosso trabalho prevê que ele não é melhor do que o diamante."

Bibliografia:

Artigo: Thermal conductivity of monolayer graphene: Convergent and lower than diamond
Autores: Zherui Han, Xiulin Ruan
Revista: Physical Review B
Vol.: 108, L121412
DOI: 10.1103/PhysRevB.108.L121412


Comentário

A condutividade térmica é medida em watts por metro por Kelvin [W/(m.K)]. Nesta escala, a condutividade térmica do diamante é geralmente considerada como sendo de cerca de 2.000. Mas, quando os cientistas começaram a medir a condutividade térmica do grafeno, as primeiras estimativas chegaram a mais de 5.000.

Os novos cálculos da dupla colocam o grafeno em uma posição bem mundana: Os resultados indicam que a condutividade térmica do grafeno à temperatura ambiente fica por volta de 1.300 W/(m.K), não apenas menor que a do diamante, mas também menor do que o material bruto de grafite, do qual o grafeno é extraído - o grafeno consiste em uma única folha de grafite.

Fonte:
https://periodictable.com/Properties/A/ThermalConductivity.st.gif

Ao observar a Tabela Periódica dos Elementos, percebemos que os melhores condutores térmicos são também os melhores condutores elétricos.


Fonte:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_el%C3%A9trica

O carbono (na forma de grafite) é um semicondutor elétrico. O diamante é um bom condutor de calor, mas é isolante elétrico.

Mais:
Diamante metálico pode conduzir eletricidade
https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=diamante-metalico-conduzir-eletricidade&id=010160201006#:~:text=Na%20maioria%20das%20formas%2C%20o,portadores%20de%20uma%20corrente%20el%C3%A9trica.