O grafeno é uma indústria nova e lucrativa - então, por que o governo australiano não financia o desenvolvimento comercial local? Crédito:Hinkle Group
As indústrias australianas chegaram a um ponto de inflexão. Com antigas indústrias em declínio, o maior desafio do setor manufatureiro australiano é passar de um modelo de produção em massa de baixo custo para um que explore nichos de mercado e agregue valor à cadeia de abastecimento global.
Os avanços tecnológicos orientados para a pesquisa são uma parte essencial desse processo. Aproveitando as vantagens naturais do país, como recursos minerais e energéticos, este tipo de progresso pode promover empolgantes, indústrias sustentáveis. O exemplo perfeito é o grafeno.
Grafeno, você terá ouvido, é um material notável:é extremamente leve e forte, pode conferir essa resistência a outros materiais e tem melhor condutividade elétrica do que o cobre; todas as qualidades encontradas em folhas únicas um milhão de vezes mais finas do que um fio de cabelo humano. Não deve ser surpresa, então, que este material tem o potencial de virar de cabeça para baixo muitas indústrias de alta tecnologia.
O que exatamente a substância oferece? Nomear, mas alguns:
O potencial desse "supermaterial" é tão grande que a União Européia pretende gastar US $ 1,35 bilhão nos próximos dez anos para levar o grafeno do laboratório aos produtos comerciais.
O maior obstáculo atual ao seu uso generalizado é a geração de quantidades suficientes de grafeno de alta qualidade a baixo custo para aplicações industriais.
Retirar folhas individuais de grafeno (a "almofada" para o "papel" do grafeno) parece ser fácil - os dois físicos ingleses que ganharam o prêmio Nobel de 2010 por isolar o grafeno fizeram isso usando fita adesiva, dividir repetidamente flocos de grafite até que eles obtivessem uma única camada de grafeno - mas este tipo de esfoliação mecânica não é escalável, e proibitivamente caro.
Uma abordagem alternativa para separar mecanicamente as camadas de grafeno na grafite é alterar quimicamente as propriedades das camadas de grafeno na grafite de modo que não queiram mais aderir e possam ser dispersas em água (ou algum outro solvente).
As camadas de óxido de grafeno resultantes podem então ser convertidas de volta em folhas de grafeno simples.
Grafeno sob o microscópio. Crédito:ACES
As dispersões de água e solvente de grafeno podem ser revestidas em superfícies através de uma variedade de meios ou usadas em misturas, como plásticos para formar compostos, ambos os processos industrialmente escaláveis.
O que isso tem a ver com os fabricantes australianos?
Em 2012, a maior parte do fornecimento global de grafite veio da China, Índia e Brasil, com a China produzindo 70% (embora suas reservas estejam se esgotando).
Na Austrália, a grafite foi extraída na Península de Eyre, no sul da Austrália, em intervalos irregulares desde 1910, mas nos últimos 18 meses houve uma enxurrada de novas descobertas de grafite de minério de alta qualidade.
A Strategic Graphite Limited reabrirá a mina histórica de Uley na região da Península de Lower Eyre em 2014 e se tornará a única mina de grafite em operação na Austrália.
Embora esta mina empregue até 50 pessoas no estado mais afetado pela perda iminente de grandes empregadores, como a maioria dos outros produtos de mineração na Austrália, o grafite será enviado ao mar para ser substancialmente agregado por incorporação em lubrificantes, baterias, lonas de freio e assim por diante, perdendo não apenas o ganho financeiro, mas mais empregos e novas indústrias.
Então, A Austrália tem um excelente suprimento de matéria-prima de alta qualidade (grafite) e a tecnologia e experiência para transformar essa matéria-prima em um material de alta tecnologia.
O que agora é necessário é um alinhamento de habilidades e recursos que possam transformar essas oportunidades em uma operação de manufatura australiana viável.
Uma mina de grafite, por volta de 1900. Crédito:born1945
Os ganhos a serem obtidos são enormes. A conversão de grafite da Austrália do Sul em grafeno tem o potencial de aumentar o valor da commodity de US $ 2, 000 / tonelada de grafite para pelo menos US $ 1, 000, 000 / tonelada de grafeno, a um custo semelhante ou inferior a muitos dos metais preciosos que poderiam ser substituídos pelo grafeno em dispositivos eletrônicos.
Imagine o valor adicional de colocar alguns miligramas de grafeno nos capacitores ou baterias dos 1,1 bilhão de telefones celulares produzidos no mundo todo a cada ano. Em cada uma dessas fases, o emprego aumenta.
Mês passado, o ARC Center of Excellence for Electromaterials Science foi financiado por sete anos. Parte desse financiamento será usado para o desenvolvimento de novos protocolos de fabricação e novos usos do grafeno em energia e biônica médica, bem como em diagnósticos e robótica leve.
Por mais que isso aumente o potencial comercial do material, o que é realmente necessário é uma estrutura financeira e de negócios que permita aos pesquisadores e desenvolvedores trabalharem com os especialistas na arte do desenvolvimento de negócios.
Atualmente, os mecanismos do setor de financiamento australiano que fornecem suporte para empresas existentes de auxílio à pesquisa comercial, mas não a criação de novas empresas.
Encontrar maneiras de financiar esses empreendimentos é fundamental em um país que é abençoado com enormes recursos como o grafite e também com jovens pesquisadores extraordinários. Mas o empoderamento desses jovens pesquisadores para desenvolver as habilidades de negócios e empreendedoras para criar nosso futuro manufatureiro também é essencial.
O último Governo Federal comprometeu mais de A $ 3 bilhões para manter um setor manufatureiro em dificuldades por um período de dez anos. A União Europeia, por outro lado, comprometeu um terço disso com a criação de novos produtos interessantes e indústrias de manufatura associadas com base em apenas um material. Qual abordagem faz sentido para você?
Esta história foi publicada como cortesia de The Conversation (sob Creative Commons-Atribuição / Sem derivados).
