Flexoeletricidade: Enrugar o grafeno produz eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/08/2026

Pequenas rugas transformam o grafeno em um gerador de energia por flexoeletricidade.
[Imagem: Ajayan Lab/Rice University]

Flexoeletricidade

Fazer pequenas rugas no grafeno é suficiente não apenas para alterar as propriedades elétricas do material, mas também para gerar pequenas cargas elétricas, uma demonstração da flexoeletricidade, um fenômeno pelo qual um material gera eletricidade quando é dobrado ou curvado.

O efeito flexoelétrico é o primo mais novo do já bem conhecido efeito piezoelétrico, em que determinados sólidos desenvolvem um campo elétrico interno quando são comprimidos ou esticados. Aqui, a aplicação da tensão mecânica envolve flexionar ou enrugar um cristal, de modo a estender cada uma das suas camadas atômicas em uma intensidade ligeiramente diferente.

A surpresa é que o grafeno tem apenas uma camada atômica, e mesmo assim ele produz as cargas elétricas. Além disso, a descoberta mostra que é possível controlar a eletricidade em materiais monoatômicos alterando sua forma, em vez da tradicional adição de produtos químicos ou outros materiais. Essa abordagem deverá impulsionar o desenvolvimento de componentes eletrônicos ultrafinos e sensores mais sensíveis.

"Nosso trabalho mostra que até mesmo uma ruga comum pode se tornar uma característica eletrônica extraordinária quando vista em escala atômica," disse o professor Pulickel Ajayan, da Universidade Rice, nos EUA. "Ao demonstrar que a geometria por si só pode remodelar o comportamento elétrico no grafeno, abrimos um novo caminho para projetar materiais cujas propriedades podem ser controladas por meio da estrutura, em vez da química."

Fabricar grafeno não é fácil, e é comum que ele já nasça cheio de rugas, defeitos que agora encontraram uma aplicação.
[Imagem: Sathvik Ajay Iyengar et al. - 10.1002/adma.202518224]

Rugas que geram energia

O grafeno é uma folha de carbono com apenas um átomo de espessura. Os pesquisadores estavam examinando rugas formadas naturalmente no material, que apresentava dobras comprimidas em espaços menores que um nanômetro, quando se deram conta de que aumentar a agudeza dessas dobras, mas não necessariamente sua altura, desloca elétrons para um lado do material.

"Imagine dobrar uma régua flexível, só que a dobra é comprimida em um espaço menor que um bilionésimo de metro," explicou o pesquisador Sathvik Iyengar. "Nessa escala, os elétrons no grafeno se deslocam ligeiramente para um lado, criando dois polos elétricos opostos, como as extremidades de uma pequena bateria."

Os pesquisadores descobriram que as rugas funcionam como fileiras de minúsculas lombadas elétricas: Pontas acentuadamente curvas alteram a energia elétrica local, produzindo consistentemente uma corrente elétrica quando é aplicada uma tensão de cerca de um volt.

A resposta elétrica depende do perfil das rugas, e não da sua altura, e a separação de cargas elétricas resultante, chamada polarização, fica entre 100.000 e 10 milhões de vezes mais forte do que em sistemas flexoelétricos muito maiores.

"A nitidez da ruga mostrou-se muito mais importante do que seu tamanho geral," disse Iyengar. "Isso nos indica que potencialmente podemos ajustar o comportamento elétrico controlando cuidadosamente a curvatura em nanoescala."

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