Ufra patenteia tecnologia em grafeno voltada ao 6G

Pesquisadores da Universidade Federal Rural da Amazônia (Ufra) obtiveram junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) o registro de uma tecnologia baseada no grafeno, que coloca o material no centro das próximas gerações de telecomunicação e com potencial de ampliar a velocidade de processamento e melhorar a eficiência na transmissão de sinais.

A inovação consiste em um dispositivo nanométrico que atua simultaneamente como chave eletromagnética e divisor de potência. Na prática, trata-se de um componente capaz de controlar e distribuir sinais em circuitos de telecomunicações, reunindo em uma única estrutura funções que tradicionalmente exigiriam mais de um elemento. A proposta foi desenvolvida pelos professores Wagner Castro (Ufra, campus Belém), Geraldo Melo (Ufra Capanema) e Victor Dmitriev (UFPA).

Segundo Wagner Castro, o funcionamento do dispositivo pode ser comparado ao de um mecanismo microscópico que regula a passagem de sinais. “Ele funciona como um componente microscópico: atuando no controle de sinal eletromagnético, permitindo ou bloqueando a passagem do mesmo, estados ON e OFF, ou dividindo o sinal para diferentes funções dentro de um circuito integrado. A grande inovação consiste em consolidar duas funcionalidades distintas em um único dispositivo, eliminando a necessidade de componentes separados”, explica.

A criação tem como base o grafeno, um material bidimensional derivado do carbono, obtido a partir do grafite. Embora seja extremamente fino — com espessura de apenas um átomo —, apresenta propriedades físicas incomuns. “Para entender de forma didática, se o grafite de um lápis fosse uma resma de papel, o grafeno seria uma única folha dessa resma, mas com uma espessura de apenas 0,34 nanômetros, muito mais fino que um fio de cabelo”, afirma o professor.

Apesar de sua origem em um material frágil, o grafeno combina leveza com resistência mecânica elevada. De acordo com Castro, suas ligações moleculares garantem uma estrutura cerca de 200 vezes mais resistente que o aço, além de excelente condução de eletricidade e calor. Essas características permitem aplicações que vão desde a fabricação de componentes eletrônicos flexíveis até o desenvolvimento de baterias mais eficientes.

A tecnologia patenteada foi projetada para operar na faixa de Terahertz, um espectro ainda pouco explorado pela indústria. A limitação atual está relacionada à falta de materiais adequados para essa escala. “O cobre, por exemplo, não funciona bem nessa escala nanométrica. O grafeno se adequou perfeitamente porque permite que as ondas plasmônicas se propaguem mesmo em dispositivos reduzidos, que nem conseguimos enxergar a olho nu”, detalha o pesquisador.

A expectativa é que o dispositivo tenha impacto direto no desenvolvimento de tecnologias como o 6G, ampliando a capacidade de transmissão de dados, além de otimizar o desempenho de antenas e sistemas de satélite. A concessão da patente garante à Ufra exclusividade sobre a tecnologia por 20 anos, o que abre caminho para acordos de licenciamento com empresas interessadas. “Isso permite que, futuramente, empresas interessadas em fabricar computadores mais rápidos ou sistemas de satélites mais eficientes, precisem licenciar essa tecnologia junto à universidade”, afirma Castro.

O grafeno, cuja descoberta experimental ocorreu em 2004 pelos pesquisadores Andre Geim e Konstantin Novoselov (laureados com o Prêmio Nobel de Física em 2010), ainda é considerado um material emergente, mas com ampla gama de aplicações. Além das telecomunicações, pode ser empregado em áreas como eletrônica avançada, segurança, engenharia de materiais, medicina, biotecnologia e agricultura.

Entre os usos já estudados estão a produção de telas flexíveis, dispositivos vestíveis, supercapacitores, sensores biomédicos de alta precisão e tecnologias de filtragem para tornar a água potável, inclusive com remoção de metais pesados. Na agricultura, o material também pode ser aplicado na detecção de poluentes.

Apesar do potencial, a pesquisa que resultou na patente ainda se encontra em estágio teórico. O próximo passo envolve a busca por parcerias internacionais capazes de viabilizar a validação experimental do dispositivo, já que o Brasil ainda possui limitações tecnológicas para a fabricação em escala nanométrica. Paralelamente, o grupo mantém outros dez pedidos de patente em análise e pretende avançar em estudos com novos materiais, como fosforeno e borofeno.

Para os pesquisadores, o contexto amazônico oferece condições estratégicas para o avanço dessas tecnologias. O país possui uma das maiores reservas de grafite do mundo, o que garante acesso à matéria-prima. Além disso, segundo Castro, o material apresenta baixo impacto ambiental e pode contribuir para soluções sustentáveis, como o monitoramento da qualidade de rios.