Um estudo recente publicado pela Universidade KAIST, liderado pelo professor Sang Ouk Kim, apresenta avanços significativos em fibras de grafeno que conduzem calor eficientemente. Este trabalho, publicado em Nature Materials, examina as recentes descobertas sobre fibras de grafeno baseadas em cristais líquidos de óxido de grafeno.

O óxido de grafeno consiste em grafeno, uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura hexagonal, com grupos funcionais de oxigênio. Embora o grafeno seja forte e conduza bem o calor e a eletricidade, sua dispersibilidade limitada em água dificulta seu processamento em forma líquida.

A adição de grupos funcionais de oxigênio permite que o óxido de grafeno se dissolva facilmente em água, facilitando sua formulação em tintas, aplicação como revestimentos ou tecelagem em fibras.

No ano de 2011, o time de Kim foi o primeiro a relatar que o óxido de grafeno se organiza em um estado cristalino líquido acima de uma certa concentração, formando camadas finas alinhadas em uma direção comum.

A alinhamento das camadas de grafeno permite a tecelagem de fibras, mantendo a orientação das camadas ao longo do eixo da fibra. Esta descoberta permitiu que pesquisadores desenvolvessem métodos para produzir fibras de grafeno a partir de cristais líquidos de óxido de grafeno.

Os pesquisadores da Universidade de Zhejiang, por exemplo, dispersaram óxido de grafeno em glicerina altamente viscosa, criando uma dispersão com propriedades viscoelásticas semelhantes às de uma solução polimérica. Isso permitiu a 'tecelagem ultrarrápida' durante a tecelagem úmida, expandindo significativamente a extensão da dispersão de óxido de grafeno.

Este processo resultou em fibras de grafeno com resistência de até 5,9 gigapascais e condutividade térmica de até 1.720 watts por metro por kelvin, demonstrando como a densidade de empacotamento e a alinhamento das camadas de grafeno podem melhorar significativamente as propriedades das fibras.