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Grafeno a partir de grafite de Canindé: colaboração entre instituições cearenses resulta em nanomaterial pioneiro

19 de novembro de 2025 - 17:03

O Núcleo de Tecnologia e Qualidade Industrial do Ceará (Nutec), em colaboração com a Universidade Federal do Ceará (UFC) e outras instituições, desenvolveu um estudo pioneiro que transformou grafite natural de Canindé em nanoplaquetas de grafeno, material com propriedades excepcionais e potencial para revolucionar setores como eletrônica, energia e tratamento de água. A pesquisa, publicada na revista internacional Materials, destaca o Ceará no cenário nacional e internacional de produção de nanomateriais avançados.

A pesquisa foi desenvolvida em duas etapas integradas e colaborativas. A primeira, realizada na Universidade Federal do Ceará (UFC), foi coordenada pela professora Dra. Lucilene Santos e seu grupo, que realizaram a purificação do grafite em estado bruto por meio do processo de flotação, seguida de todas as caracterizações necessárias para acompanhar o processo de purificação do mineral.

Na segunda etapa, desenvolvida no NUTEC sob coordenação da pesquisadora Dra. Janaína Sobreira Rocha, foi possível estudar rotas menos agressivas ao meio ambiente para a produção de grafeno em poucas camadas. O grupo contou com a participação do pesquisador Dr. Thiago Moura, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE), que contribuiu com as análises de caracterização do nanomaterial e na interpretação dos resultados.

Síntese do nanomaterial: processo sustentável no NUTEC

“Me senti muito honrada quando a professora Lucilene me convidou a integrar esta pesquisa tão desafiadora. Sabia que o trabalho seria árduo, mas, se tudo corresse bem, seria de grande valia”, relata a Dra. Janaína Rocha sobre o início da colaboração. “Na segunda fase do procedimento, desenvolvida no NUTEC sob minha coordenação, conseguimos esfoliar a grafita até obter grafeno em poucas camadas, incluindo monocamadas”, explica a pesquisadora.

O diferencial desta pesquisa está na abordagem colaborativa e sustentável. “Hoje não podemos mais desenvolver pesquisas aplicadas contando apenas com uma expertise, e sim com uma rede de pesquisadores com visões amplas para avanços significativos. Este trabalho é pioneiro e conseguimos um nanomaterial, o grafeno, em poucas camadas e com caracterizações consolidadas”, ressalta a pesquisadora do Nutec.

Essa etapa de síntese é particularmente desafiadora, considerando que a produção de grafeno puro em larga escala ainda é um dos grandes desafios científicos e tecnológicos da atualidade. A equipe do NUTEC conseguiu desenvolver rotas de produção menos agressivas ao meio ambiente, evitando o uso de agentes oxidantes altamente danosos — uma vantagem importante tanto do ponto de vista ambiental quanto de segurança laboratorial.

O grafite é composto por diversas camadas de átomos de carbono empilhadas, enquanto o grafeno se distingue por ter apenas uma ou poucas camadas. Essa estrutura singular confere ao grafeno propriedades notáveis, como resistência cem vezes superior à do aço e altíssima condutividade elétrica e térmica.

A professora Dra. Lucilene Santos, do Departamento de Geologia da UFC, teve papel fundamental no desenvolvimento dos processos de beneficiamento do mineral e na coordenação da primeira etapa da pesquisa, garantindo a qualidade e pureza necessárias do grafite para a posterior síntese do grafeno.

Além da Dra. Janaína Rocha (Nutec), da professora Lucilene Santos (UFC) e do Dr. Thiago Moura (IFCE), participaram do estudo os professores Dr. Alejandro Ayala e Dr. Bruno Araújo, do Departamento de Física da UFC, e Dr. Augusto Nobre, do Departamento de Geociências da Universidade de Brasília (UnB). Completam a equipe os discentes de pós-graduação da UFC Raul Silva e Francisco Willame Vasconcelos, além de João Farias, ex-bolsista do Nutec e atualmente mestrando da Universidade Estadual do Ceará (UECE).

Professora Dra. Lucilene Santos, do Departamento de Geologia da UFC

Primeiro grafeno cearense com alto valor agregado

“Todo esse material é extremamente promissor, porque é o primeiro grafeno cearense — nunca foi feito nenhum outro. Estamos vendo que, dentro da nossa mineração, é possível fazer um nanomaterial com alto valor agregado e que também gera valorização para a mineração e para a região de Canindé”, destacou a Dra. Janaína Rocha.

A equipe de pesquisa alcançou a produção de grafeno em poucas camadas, o que permite a aplicação do material em diversos dispositivos, como baterias de celulares e chips eletrônicos. Conforme a pesquisadora, o grafeno é um excelente condutor de elétrons e também pode ser utilizado para aumentar a resistência mecânica de outros materiais.

Os próximos estágios do projeto se concentrarão na otimização do processo em escala piloto no NUTEC, visando aprimorar a eficiência e a reprodutibilidade. Além disso, serão aprofundados os estudos sobre o desempenho das nanoplacas em aplicações práticas.

Globalmente, nanoplacas de grafeno produzidas por metodologias semelhantes já são utilizadas em setores como baterias, compósitos e revestimentos condutores. O grafeno ainda apresenta grande potencial em tecnologias de tratamento de água, sendo capaz de remover metais pesados, solventes e corantes, e como biossensor para a detecção rápida de câncer.

Dra. Janaína Rocha (Nutec)

Parceria com setor produtivo

Um aspecto importante desta pesquisa é a parceria estabelecida com o setor produtivo. A empresa Breex Mining e Tecnologia Mineral Ltda, sediada em Canindé, foi fundamental para o desenvolvimento do estudo, atuando tanto no fornecimento das amostras de grafite natural quanto como financiadora da pesquisa. Esta colaboração entre academia e empresa demonstra o potencial de transformação econômica que o projeto pode gerar para a região.

A pesquisa representa não apenas um avanço científico, mas também uma oportunidade de desenvolvimento econômico para o Ceará. A capacidade de transformar um recurso mineral local em um nanomaterial de alto valor agregado pode fortalecer a cadeia produtiva regional, gerar empregos qualificados e posicionar o estado como referência em nanotecnologia.

O trabalho contou com financiamento do Programa Centelha, promovido pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), em parceria com o Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa (Confap) e a Fundação CERTI, com execução local da Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Funcap).

O artigo completo “Purification and Preparation of Graphene-like Nanoplates from Natural Graphite of Canindé, CE, Northeast-Brazil” está disponível na revista Materials: https://www.mdpi.com/1996-1944/18/13/3162