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Segunda, 22 Dezembro 2025 07:30

Escrito por UFC Informa

Um estudo internacional publicado na revista Nature Communications revelou, pela primeira vez, o mecanismo físico-químico que permite controlar as propriedades elétricas do grafeno, um dos materiais mais promissores da ciência moderna. A pesquisa contou com a participação de dois professores do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (UFC), Raimundo Nogueira da Costa Filho e François Peeters (visitante), consolidando a presença da instituição em investigações de grande impacto na área de materiais avançados e nanotecnologia.  

O trabalho demonstrou como é possível transformar o grafeno de condutor a isolante elétrico por meio de um processo chamado hidrogenação eletroquímica, no qual prótons de hidrogênio se ligam à superfície do material sob a ação de um campo elétrico. “A contribuição da UFC concentrou-se nas análises teóricas que permitiram compreender como a hidrogenação eletroquímica possibilita o controle preciso e reversível da condutividade do grafeno, um avanço com grande potencial para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos ultrarrápidos e de baixo consumo energético”, explica o professor Raimundo Nogueira da Costa Filho, que também é presidente da Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Funcap).

Os pesquisadores comprovaram que a hidrogenação eletroquímica do grafeno é até 1 milhão de vezes mais rápida do que métodos tradicionais baseados em plasmas ou feixes de hidrogênio. O estudo também revelou que o processo ocorre por meio de uma reação de redução, na qual os prótons competem com a formação espontânea de moléculas de hidrogênio gasoso. Mesmo com essa competição, a adsorção de hidrogênio no grafeno é extremamente eficiente e controlável.

ELETRÔNICA DO FUTURO - Durante os experimentos, os cientistas observaram que o grafeno pode alternar rapidamente entre os estados condutor e isolante apenas com a aplicação de uma tensão elétrica adequada. Esse comportamento se mantém estável por milhões de ciclos, sem degradação significativa do material, o que caracteriza o grafeno como um verdadeiro “interruptor atômico”. Esse tipo de controle é estratégico para o desenvolvimento de novos transistores, dispositivos de memória, eletrônica baseada em íons, sistemas para computação neuromórfica e aplicações em inteligência artificial.

IMPACTO - A elucidação do mecanismo da hidrogenação eletroquímica do grafeno representa um avanço fundamental para a engenharia de materiais bidimensionais, permitindo o controle preciso de suas propriedades eletrônicas por meios químicos e elétricos. A técnica poderá ser estendida para outros íons, como flúor e oxigênio, ampliando ainda mais o leque de aplicações. 

De acordo com o professor Raimundo Nogueira, a participação da universidade no estudo evidencia o papel estratégico da UFC em pesquisas de fronteira em física e materiais avançados. “Esse trabalho vem num contexto de uma colaboração contínua com o laboratório de Manchester, uma das principais referências mundiais em grafeno. Essa parceria já havia rendido, no ano passado, um artigo publicado na (revista) Nature, que foi selecionado pelo site phys.org como um dos 10 trabalhos mais importantes de 2024 na área de física”, disse o pesquisador cearense.

“Do ponto de vista tecnológico, esses avanços abrem caminhos para dispositivos eletrônicos mais rápidos, mais eficientes, energeticamente, com aplicações em nanoeletrônica, sensores e computação de próxima geração. Para o UFC, essa trajetória reforça a maturidade científica da instituição e a sua capacidade de contribuir de forma decisiva para pesquisas e impacto global”, ressalta o professor.

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Fonte: Raimundo Nogueira da Costa Filho, professor do Departamento de Física da UFC - e-mail: Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.