Portugal amplia aposta em grafeno stealth com apoio da NATO e teste real na Força Aérea

Dois consórcios portugueses avançam em paralelo no desenvolvimento de materiais à base de grafeno para reduzir a assinatura de radar de aeronaves e drones, um deles já com ensaio programado num drone militar real, enquanto o Brasil mantém programa próprio de material absorvedor de radar desde 1998 e já é pioneiro mundial em grafeno aplicado a armamento leve

Equipe de investigação do projeto do grafeno (esq. para a dir.) Miguel Martins, Afonso Fresco, Bruno Soares Gonçalves, Edgar Felizardo, Ana Dias e Pedro Nobre seguram a Patente da sua produção de grafeno. Soares Gonçalves, Edgar Felizardo e Ana Dias são os cofundadores da GTechPlasma; demais são alunos de mestrado / estagiários (Fonte: Instituto Superior Técnico)

*LRCA Defense Consulting - 04/08/2026

O desenvolvimento de materiais à base de grafeno para aplicações stealth em Portugal avançou de fase desde a primeira divulgação pública, em junho de 2026. Novas informações mostram que o país conta com dois projetos distintos e paralelos voltados à absorção de radar, um deles já com financiamento da NATO e ensaio programado num drone militar real da Força Aérea Portuguesa. Reportagem do Diário de Notícias, publicada em 21 de julho de 2026, e outra do portal Tek Notícias, de 22 de junho de 2026, detalham o alcance dessas iniciativas, que se somam à reportagem original da Euronews, de 30 de junho de 2026.

Do reator de plasma ao projeto Aegis, com apoio da NATO
O projeto mais divulgado é conduzido pela GTechPlasma, spin-off do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear (IPFN) do Instituto Superior Técnico (IST), em Lisboa. Segundo o Diário de Notícias, a tecnologia nasceu de forma quase acidental em 2013, quando a física búlgara Elena Tatarova, então dedicada a pesquisas sobre degradação de biomassa, identificou um depósito de carbono em um reator de plasma e passou a investigar a hipótese de tratar-se de grafeno. A partir daí, a equipe do IPFN, que reúne físicos de fusão nuclear, especialistas em plasmas e engenheiros de micro-ondas, desenvolveu um processo contínuo e de etapa única para produzir grafeno puro, sem os processos químicos poluentes usados pela concorrência internacional.

O salto de escala ocorreu com o projeto Pegasus, financiado pelo Conselho Europeu de Inovação no âmbito do programa Horizonte 2020, com aporte de quatro milhões de euros, que permitiu construir uma nova máquina e multiplicar a produção em 400 vezes, além de submeter as primeiras patentes, hoje registradas nos Estados Unidos, no Japão e na Europa. Mais recentemente, a pesquisa migrou para o campo da defesa com o projeto Aegis, sigla em inglês para escudos eletromagnéticos avançados baseados em grafeno por meio de síntese induzida por plasma, financiado pela própria NATO. Segundo a reportagem, o material consegue absorver entre 60% e 90% da radiação eletromagnética incidente, a depender da frequência, funcionando como uma espécie de capa de invisibilidade eletromagnética para aeronaves, satélites, drones e infraestrutura militar crítica.

Força Aérea Portuguesa vai testar o material em drone real
Ainda de acordo com o Diário de Notícias, Bruno Soares Gonçalves e Elena Tatarova, cofundadores da GTechPlasma, tiveram aprovado um projeto exploratório pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), em parceria direta com as Forças Armadas portuguesas, especificamente com a Força Aérea Portuguesa. O objetivo declarado é testar a aplicação prática do grafeno em um drone militar real. Os ensaios ocorrerão em Alverca, em câmaras anecóicas (salas blindadas desenhadas para anular ecos eletromagnéticos) que estão sendo construídas no depósito da Força Aérea. Paralelamente, o laboratório já forneceu 260 gramas do material a um fabricante nacional de aeronaves não tripuladas, ainda não identificado publicamente.

Segundo consórcio: projeto Astral mira absorção de banda larga
A iniciativa da GTechPlasma não é a única em curso no país. Segundo reportagem do Tek Notícias, um consórcio distinto, liderado pela empresa Controlar, sediada em Alfena, no Porto, com mais de 30 anos de experiência em sistemas de teste eletrônico, robótica e automação, iniciou em junho de 2026 o projeto Astral. A iniciativa reúne ainda a Graphenest, sediada em Sever do Vouga e apontada como a única empresa portuguesa com capacidade industrial de produção de grafeno, detentora de patentes nos Estados Unidos e no Canadá e parceira de companhias como Mitsubishi e Valeo; o PIEP, Pólo de Inovação em Engenharia de Polímeros, responsável pelo desenvolvimento e produção das folhas; e a Universidade de Aveiro, que contribui com pesquisa em materiais magnéticos.

O material do projeto Astral é um filme ultrafino e flexível, aplicado em múltiplas camadas, combinando grafeno com partículas magnéticas, com capacidade de absorção de banda larga entre 2 e 110 gigahertz. Segundo o Tek Notícias, a tecnologia visa substituir as volumosas espumas piramidais usadas em câmaras anecóicas e tem como alvo três setores estratégicos: a indústria automóvel, para calibração de radares de sistemas de condução assistida a 77 gigahertz, usados por fabricantes como Bosch, Visteon, Continental, Aptiv e Borgwarner; as telecomunicações, para blindagem eletromagnética de redes 5G; e o setor aeroespacial e de defesa, no qual o material é apontado como capaz de reduzir a detecção de drones e aeronaves por radar sem o peso e a rigidez dos revestimentos furtivos tradicionais. A reportagem informa ainda que a própria Força Aérea Portuguesa pretende participar dos ensaios finais do projeto, com foco em veículos aéreos não tripulados de perfil furtivo.

O projeto Astral recebe financiamento de 1,86 milhão de euros ao abrigo do programa Portugal 2030, com execução prevista entre junho de 2026 e maio de 2029, e prevê o registro de ao menos uma patente internacional. Segundo Bruno Figueiredo, Co-CEO da Graphenest, citado pelo Tek Notícias, a iniciativa representa passo relevante para a autonomia tecnológica europeia em um campo até então dominado pelos Estados Unidos.

Da bancada de laboratório à fábrica no Alentejo
O laboratório do IPFN, que inicialmente produzia 0,1 miligrama de grafeno por minuto, chegou aos atuais 40 miligramas por minuto. Para escalar a produção, a GTechPlasma conta com a parceria da Plasmaphene, que prepara um investimento de 7,5 milhões de euros para construir uma fábrica em Vila Viçosa, no Alentejo, com 30 reatores de micro-ondas funcionando em paralelo. Segundo as contas apresentadas pelo Diário de Notícias, cada reator deve produzir cerca de 50 gramas de material a cada 24 horas de operação contínua, o que resultaria em capacidade de colocar no mercado 1,5 quilograma de grafeno de alta pureza por dia.

Brasil também pesquisa material absorvedor de radar desde 1998
O avanço português reacende a comparação com o histórico brasileiro na área. Embora não utilize grafeno, o Brasil mantém, desde 1998, um programa de pesquisa em materiais absorvedores de radiação eletromagnética conduzido pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), em São José dos Campos, batizado internamente de MARE. Segundo informação divulgada pela própria Força Aérea Brasileira, o instituto obteve, em janeiro de 2016, carta patente para um processo de pintura furtiva capaz de converter a energia eletromagnética emitida por radares inimigos em energia térmica, dificultando a identificação da aeronave. O projeto, liderado pela pesquisadora Mirabel Cerqueira Rezende, envolveu cerca de 30 profissionais ao longo de quase duas décadas. Pesquisas complementares em blindagem eletromagnética também são conduzidas pelo Instituto de Pesquisas da Marinha (IPqM), no Rio de Janeiro, em intercâmbio com a Universidade Federal do Rio de Janeiro na área de engenharia de materiais.

O País, portanto, já dispõe de know-how institucional consolidado em material absorvedor de radar, ainda que não haja, até o momento, indício público de que esse programa tenha incorporado o grafeno à sua formulação, como fazem os projetos portugueses. Isso sugere um caminho de eventual convergência tecnológica, caso institutos brasileiros optem por integrar o material às pesquisas já existentes na Aeronáutica e na Marinha.

Brasil já é pioneiro mundial em armamento leve com grafeno
Em outra frente, a indústria brasileira de defesa já é pioneira mundial no uso do grafeno, ainda que em campo distinto: o armamento leve. Desde 2021, a Taurus Armas mantém convênio com a Universidade de Caxias do Sul (UCS) e sua planta industrial UCSGraphene, considerada a maior produtora de grafeno da América Latina. Em julho de 2022, a empresa lançou a pistola GX4 Graphene, apresentada como a primeira arma de fogo do mundo com grafeno incorporado a componentes injetados e ao revestimento das peças metálicas, por meio da tecnologia Cerakote Graphene. A Taurus também lançou o primeiro capacete automobilístico com grafeno do mundo, pela controlada Taurus Helmets, e incorporou o material à pistola TX9, lançada no início de 2026 para o mercado americano de aplicação da lei.

A aposta brasileira no grafeno é reforçada por um fator geológico: o Brasil detém a maior reserva mundial de grafite, matéria-prima do grafeno, condição já apontada publicamente pela própria Taurus como vantagem competitiva para o desenvolvimento de novas tecnologias no País.

Grafeno não é solução stealth isolada, alertam especialistas
Análise publicada pelo portal português ECO pondera que o grafeno não deve ser tratado como solução stealth completa por si só, já que a redução de assinatura depende também da geometria da aeronave e de sistemas de guerra eletrônica, e a eficácia de revestimentos absorvedores tende a variar conforme a frequência do radar utilizado pelo adversário. O avanço de radares quânticos e de sistemas de deteção mais sofisticados é citado como fator que pode reduzir, no longo prazo, a vantagem obtida com esse tipo de material. No próprio depoimento ao Diário de Notícias, Bruno Soares Gonçalves reconhece a distância entre o tempo da ciência e o tempo do mercado, lamentando a falta de cultura de risco das empresas portuguesas para investir em tecnologia de fronteira antes de o produto estar pronto para entrega.

O quadro que emerge é o de uma disputa tecnológica em estágio ainda inicial, mas em aceleração: dois projetos portugueses avançam simultaneamente rumo a testes com forças armadas reais, com financiamento europeu e da própria NATO, ao passo que o Brasil combina um programa histórico de material absorvedor de radar na Aeronáutica com liderança mundial em grafeno aplicado a armamento leve. A convergência dessas duas frentes brasileiras, caso venha a ocorrer, poderia posicionar o País de forma mais competitiva também no campo dos materiais furtivos para plataformas aéreas.

Empresa portuguesa avança em tecnologia stealth com grafeno e reacende debate sobre aplicações militares no Brasil

Enquanto a empresa desenvolve revestimento de grafeno para reduzir a assinatura de radar de aviões e drones militares, o Brasil já figura como pioneiro mundial no uso do material em armamento leve, mas ainda não possui um programa conhecido voltado à absorção de radar

*LRCA Defense Consulting - 12/07/2026

Portugal deu um passo relevante na corrida global pela tecnologia stealth. A GTechPlasma, spin-off do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear do Instituto Superior Técnico, em Lisboa, desenvolveu um material à base de grafeno capaz de absorver radiação eletromagnética, incluindo ondas de radar, o que poderia reduzir de forma significativa a visibilidade de aeronaves e drones militares aos sistemas de deteção. A informação foi divulgada pela Euronews em reportagem publicada em 30 de junho de 2026.

Tecnologia de plasma permite controlar o grafeno em nível atômico
Segundo Bruno Soares Gonçalves, cofundador da GTechPlasma e também presidente do Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, a empresa criou um sistema baseado em plasma que produz grafeno a partir de precursores como álcool etílico ou metano. A equipe afirma conseguir controlar o material em nível atômico, o que permitiria ajustar suas propriedades conforme a aplicação pretendida, seja para absorção de radar, blindagem eletromagnética, armazenamento de hidrogênio ou separação de terras raras e urânio. O dispositivo utilizado no processo está patenteado nos Estados Unidos, no Japão e na Europa, segundo o pesquisador.

De caça a pássaro: a promessa de reduzir a assinatura de radar
De acordo com estimativas apresentadas pela própria empresa, ainda não validadas por testes independentes, um caça F-16 revestido com o material desenvolvido pela GTechPlasma passaria a apresentar, ao radar, uma assinatura equivalente à de um pássaro. Gonçalves argumenta que essa redução representaria vantagem estratégica relevante em missões militares, já que dificultaria ou atrasaria a deteção da aeronave pelo adversário. O executivo destaca ainda que soluções semelhantes são raras e fortemente controladas em nível internacional, citando que o material que reveste o caça norte-americano F-35 não pode ser exportado, o que abriria espaço estratégico para uma tecnologia desenvolvida em território europeu.

Produção ainda em escala reduzida, mas já em fase de industrialização
Atualmente, os dispositivos da GTechPlasma produzem cerca de 40 miligramas de grafeno de alta qualidade por minuto, ainda em forma de pó. A empresa afirma já ter fornecido 260 gramas do material a um fabricante português de drones, não identificado, para fins de teste em aplicações de absorção de radar. Para escalar a produção, a GTechPlasma fechou parceria com a Plasmaphene, empresa sediada em Vila Viçosa e beneficiária de financiamento do programa Compete 2030, que ficará responsável por industrializar o equipamento. O objetivo de médio prazo é migrar do pó para revestimentos ou tintas prontos para aplicação direta em superfícies como drones e aeronaves.

Brasil já é pioneiro mundial em armamento leve com grafeno
Se, na aviação militar, o Brasil ainda não tem um programa conhecido de material absorvedor de radar equivalente ao português, o País já figura, desde 2021, como pioneiro mundial no uso do grafeno aplicado a armamento leve. A Taurus Armas mantém, desde então, convênio com a Universidade de Caxias do Sul (UCS) e sua planta industrial UCSGraphene, considerada a maior produtora de grafeno da América Latina, para pesquisa e desenvolvimento de armas com o material.

Em julho de 2022, a empresa lançou a pistola GX4 Graphene, apresentada como a primeira arma de fogo do mundo com grafeno incorporado a componentes injetados e ao revestimento das peças metálicas, por meio de tecnologia exclusiva batizada de Cerakote Graphene. A Taurus também desenvolveu, com a Taurus Helmets, o primeiro capacete automobilístico com grafeno do mundo, e incorporou o material à pistola TX9, lançada no início de 2026 para o mercado americano de aplicação da lei. A empresa já mencionou publicamente, ainda sem data confirmada, planos de lançar uma submetralhadora com grafeno e nióbio.

Reservas de grafite dão vantagem estratégica ao País
A aposta brasileira no grafeno é reforçada por um fator geológico: o Brasil detém a maior reserva mundial de grafite, matéria-prima do grafeno, o que já foi apontado publicamente pela própria Taurus como vantagem competitiva para o desenvolvimento de novas tecnologias no País. Essa condição sugere que o Brasil reúne, ao menos em tese, condições para avançar também no campo dos materiais absorvedores de radar, ainda que não haja, até o momento, indícios de um programa nacional voltado especificamente a essa aplicação.

Grafeno não é solução stealth isolada, alertam especialistas
Análise publicada pelo portal português ECO pondera que o grafeno não deve ser tratado como uma solução stealth completa por si só. Segundo o texto, a redução de assinatura depende também da geometria da aeronave e de sistemas de guerra eletrônica, e a eficácia de revestimentos absorvedores tende a variar conforme a frequência do radar utilizado pelo adversário. O avanço de radares quânticos e de sistemas de deteção cada vez mais sofisticados também é citado como fator que pode reduzir, no longo prazo, a vantagem obtida com esse tipo de material.

Ainda assim, a iniciativa portuguesa reforça uma tendência já em curso na indústria de defesa europeia: a incorporação de propriedades de baixa assinatura diretamente em componentes estruturais, em vez de revestimentos espessos e tradicionais. Para o Brasil, cuja indústria de defesa já demonstrou disposição para investir em grafeno em outras frentes, o episódio pode servir de referência para eventuais estudos voltados à aplicação do material em plataformas aéreas e em drones militares.

 

Terras raras: o tesouro mineral que pode redefinir a soberania e a defesa do Brasil no Século XXI

 *LRCA Defense Consulting - 26/07/2025

Em um tabuleiro geopolítico cada vez mais complexo, onde a disputa por recursos estratégicos se acirra, o Brasil emerge como um protagonista inesperado. Detentor da segunda maior reserva mundial de terras raras — um grupo de 17 elementos químicos vitais para a tecnologia moderna e, crescentemente, para a defesa nacional —, o país se encontra no centro de uma "corrida do ouro do século XXI" e a discussão sobre o potencial e os desafios das terras raras brasileiras nunca foi tão pertinente.

Esta reportagem mergulha na importância dessas riquezas, nos dilemas enfrentados pelo Brasil e, crucialmente, na intrínseca ligação entre as terras raras e a capacidade do país de proteger sua soberania e avançar em um cenário global dinâmico.

O que são e por que valem tanto
As terras raras são um conjunto de 17 elementos químicos, como neodímio, praseodímio e disprósio, que, apesar do nome, não são tão "raros" na crosta terrestre. A raridade reside na dificuldade e nos desafios econômicos e ambientais de sua extração, separação e purificação. Suas propriedades magnéticas e condutoras únicas os tornam insubstituíveis na fabricação de alta tecnologia: de smartphones e veículos elétricos a turbinas eólicas e equipamentos médicos de ponta.

No campo da defesa, a relevância é ainda maior. Esses minerais são a espinha dorsal de sistemas de armas avançados, conferindo precisão, eficiência e capacidade de resposta que definem a superioridade militar na era moderna.

O gigantismo do Brasil em reservas
O Brasil detém aproximadamente 23% das reservas globais de terras raras, estimadas em impressionantes 21 milhões de toneladas. Este volume coloca o país em uma posição de destaque, atrás apenas da China, que concentra cerca de 49% do total mundial. Esse patrimônio mineral está distribuído em regiões estratégicas, como a Bacia do Parnaíba (Maranhão, Piauí e Ceará), Minaçu (Goiás), e áreas na Bahia, Amazonas e Minas Gerais.

Estudos do Serviço Geológico do Brasil (SGB) apontam um potencial econômico estratosférico: com a exploração, processamento e refino adequados, o país poderia agregar R$ 243 bilhões anuais ao Produto Interno Bruto (PIB) nos próximos 25 anos.

O domínio chinês e a busca por alternativas
Apesar de suas vastas reservas, o Brasil figura com uma participação modesta de apenas 1% na oferta global, produzindo cerca de 20 toneladas em 2024, um contraste gritante com as 270 mil toneladas da China. Pequim não apenas domina a produção (70% global), mas também detém o quase monopólio do processamento (92%), controlando a cadeia de valor.

Essa concentração gera uma dependência estratégica alarmante para o Ocidente, que busca desesperadamente diversificar suas fontes. Os Estados Unidos, em particular, têm direcionado seu olhar para o Brasil, sinalizando abertamente o interesse em acordos comerciais para acessar esses minerais críticos, em meio a tensões comerciais e ameaças de tarifas. A resposta brasileira (pelo menos no discurso) tem sido enfática na defesa da soberania nacional, priorizando também uma futura agregação de valor e o processamento interno.

Os desafios da exploração e o caminho brasileiro
A baixa produção brasileira não reflete apenas a falta de recursos, mas sim uma série de entraves:
- Licenciamento ambiental demorado: a burocracia para obter licenças para mineração é um gargalo significativo.

- Carência de tecnologia: o Brasil ainda carece de know-how e infraestrutura para as etapas de separação e refino, que agregam maior valor aos minerais. Especialistas apontam que a China detém essa tecnologia, o que encarece a importação de produtos já processados.

- Falta de investimentos: embora haja interesse estrangeiro, os aportes ainda não são suficientes para impulsionar a cadeia produtiva em larga escala.

- Impactos socioambientais: a mineração de terras raras é poluente e tem gerado conflitos em áreas como Minaçu (Goiás), onde processos minerários se sobrepõem a assentamentos rurais e comunidades tradicionais, exigindo regulamentação clara e atenção às populações locais.

Apesar dos desafios, há um movimento crescente para reverter esse quadro. O Ministério de Minas e Energia (MME) traçou a meta ambiciosa de posicionar o Brasil entre os cinco maiores produtores globais em poucos anos. Projetos como a Mineração Serra Verde, em Minaçu (GO), já em produção comercial, e os investimentos da australiana Meteoric Resources em Poços de Caldas (MG), demonstram o potencial. Iniciativas como a criação de um fundo de R$ 1 bilhão para pesquisa mineral, o Centro de Inovação e Tecnologia para Ímãs de Terras Raras do Senai e a aquisição de um laboratório-fábrica pela FIEMG visam desenvolver a tecnologia e a industrialização nacional.

Locais de maior incidência do extrativismo de terras raras

Terras raras e a defesa nacional: o ativo estratégico
A relação entre terras raras e defesa é um capítulo fundamental na estratégia de segurança de qualquer nação. Para o Brasil, essa conexão é duplamente importante, dado o vasto potencial do país.

As terras raras são componentes indispensáveis na fabricação de equipamentos militares avançados. A capacidade de desenvolver e manter uma indústria de defesa autônoma e moderna depende diretamente do acesso seguro a esses minerais. A dependência de fontes externas pode comprometer a capacidade operacional das Forças Armadas e a autonomia do país em decisões cruciais.

Motor da tecnologia militar
A aplicação de terras raras eleva o nível tecnológico dos sistemas de defesa. Elas são essenciais em:

- Sistemas de comunicação avançados: radares e sistemas via satélite, garantindo transmissões rápidas e seguras.

- Mísseis guiados: motores de precisão e sistemas de guiamento que tornam os mísseis mais exatos e letais.

- Tecnologias de detecção: sensores, lasers e equipamentos de visão noturna, cruciais para a vigilância e a identificação de alvos.

- Aeronaves e submarinos: componentes que contribuem para a leveza, eficiência e desempenho de motores e sistemas eletrônicos em plataformas militares complexas.

Vulnerabilidade da dependência externa
O quase monopólio chinês representa um risco geopolítico imenso. Em caso de conflitos ou restrições de exportação, a interrupção no fornecimento poderia paralisar a produção e a manutenção de equipamentos vitais, afetando severamente a segurança nacional.

Políticas de segurança de suprimento
O governo brasileiro tem implementado políticas para mitigar esses riscos. A discussão sobre uma Política Nacional de Minerais Críticos e Estratégicos é um passo importante para definir quais minérios são essenciais para a defesa. O investimento em P&D, incentivos fiscais e parcerias estratégicas (que não comprometam a soberania) buscam desenvolver uma cadeia produtiva interna robusta.

A "compra" de minas brasileiras e o que isso significa
A questão da "compra" de minas brasileiras de terras raras por entidades estrangeiras é complexa e merece atenção. Embora não haja um registro generalizado de aquisições diretas de grandes minas brasileiras de terras raras por empresas estatais chinesas, o que se observa é uma forte influência por meio de acordos estratégicos. 

O caso da Mineração Serra Verde, em Minaçu (GO), é emblemático. Apesar de ter recebido investimentos significativos de fundos americanos e ser a única produtora de terras raras pesadas em escala fora da Ásia, sua produção está, em grande parte, contratualmente comprometida com a China até pelo menos 2027. Isso ocorre porque a China detém o monopólio quase absoluto da tecnologia de processamento e separação desses elementos. Essa situação, onde a produção de uma mina estratégica é direcionada a um único país com capacidade de processamento, levanta sérias questões sobre a soberania e o controle do Brasil sobre seus próprios recursos. Mesmo que a propriedade da mina não seja chinesa, o destino de sua produção é. Isso significa que, na prática, o Brasil continua a ser um exportador de matéria-prima, sem agregar valor internamente e sem garantir o suprimento para sua própria indústria de defesa ou para aliados estratégicos.

Outro exemplo relevante é a venda da Mineração Taboca, controladora da Mina de Pitinga (AM), para uma estatal chinesa, que reacendeu discussões sobre soberania nacional. A Mina de Pitinga é rica em cassiterita, nióbio, terras raras e urânio. Especialistas alertam que a transferência de controle para empresas estrangeiras pode resultar na perda de domínio sobre recursos críticos, comprometendo a capacidade do Brasil de desenvolver sua própria indústria de alta tecnologia e defesa. 

A australiana Meteoric Resources, por exemplo, adquiriu o projeto Caldeira em Minas Gerais, um importante depósito de terras raras de argila iônica, e está buscando financiamento, inclusive do governo brasileiro, para desenvolver a cadeia de valor. 

A implicação para o Brasil é clara: a ausência de infraestrutura e know-how para o processamento de terras raras nos torna vulneráveis. A "compra" da produção, mesmo sem a aquisição da mina, é uma forma de controle que impede o País de usar seus recursos como alavanca geopolítica e de segurança nacional. Para reverter esse quadro, é imperativo que o Brasil invista massivamente em tecnologia de processamento e em toda a cadeia de valor, garantindo que a riqueza extraída do solo brasileiro beneficie primeiramente o desenvolvimento nacional e a defesa.

Espera-se que Serra Verde produza pelo menos 5.000 toneladas (t) de óxido de terras raras anualmente. Crédito: Serra Verde.

Futuro da defesa com terras raras
As perspectivas para a defesa nacional brasileira estão diretamente ligadas à capacidade do País de transformar suas reservas em produtos de alto valor agregado. A demanda por equipamentos militares mais leves, eficientes e de alto desempenho continuará a crescer. Investimentos em infraestrutura, capacitação de mão de obra e políticas públicas que conciliem desenvolvimento econômico com sustentabilidade ambiental serão fundamentais para que o Brasil não apenas utilize esses recursos para sua própria segurança, mas também se posicione como um fornecedor estratégico e confiável no cenário global.

Nióbio e grafeno: outros pilares da defesa nacional
Além das terras raras, o Brasil possui outras riquezas minerais que são igualmente estratégicas para a defesa nacional: o nióbio e o grafeno. O país detém as maiores reservas mundiais de nióbio, sendo o principal produtor global, com cerca de 98% das reservas globais. Este metal é fundamental para a produção de ligas metálicas de alta resistência e leveza, essenciais na indústria aeroespacial e de defesa. O nióbio é empregado em componentes de aeronaves, mísseis, veículos blindados e navios, onde a redução de peso e o aumento da durabilidade são cruciais para o desempenho e a segurança. Sua capacidade de formar superligas o torna indispensável para motores a jato e turbinas, que operam em condições extremas, e também é usado em supercondutores e na indústria de inteligência artificial e armamentos avançados.

Já o grafeno, derivado do grafite (mineral abundante no Brasil, que possui a segunda maior reserva mundial e é o terceiro em reservas, com cerca de 22% das reservas globais de grafite), é considerado o "material do futuro" devido às suas propriedades extraordinárias: é o material mais fino, mais forte e mais condutor de eletricidade e calor conhecido, sendo 200 vezes mais forte que o aço. Na defesa, o grafeno promete revolucionar diversas áreas: desde o desenvolvimento de armaduras mais leves e resistentes, passando por sensores ultrassensíveis para detecção de ameaças, até a criação de eletrônicos flexíveis e transparentes para equipamentos de comunicação e visão. Sua aplicação em baterias e supercapacitores pode aumentar significativamente a autonomia de drones e veículos militares. 

O domínio da cadeia de valor do nióbio e o investimento em pesquisa e desenvolvimento de grafeno são, portanto, cruciais para que o Brasil não apenas fortaleça sua indústria de defesa, mas também se posicione na vanguarda da inovação tecnológica militar global.

A encruzilhada geopolítica: China, EUA e Brasil
O Brasil se encontra em uma posição delicada, mas também privilegiada. O interesse dos EUA pode abrir portas para investimentos e mercados, aliviando pressões comerciais. Contudo, a China permanece o principal destino das exportações minerais brasileiras, e manter boas relações com Pequim é crucial para a balança comercial. A decisão do governo brasileiro exigirá habilidade diplomática para negociar com ambas as potências, sem comprometer a soberania nacional ou os laços comerciais já estabelecidos.

Oportunidade histórica
As terras raras, o nióbio e o grafeno representam uma oportunidade histórica para o Brasil. A transição de um mero detentor de reservas para um ator relevante na cadeia de valor global desses minerais é um caminho complexo, mas imperativo. Superar os desafios técnicos, ambientais e sociais, e investir maciçamente em pesquisa, desenvolvimento e industrialização, permitirá ao país não apenas impulsionar sua economia, mas também fortalecer sua capacidade de defesa e consolidar sua posição como uma potência emergente no cenário geopolítico mundial. 

A "corrida do ouro do século XXI" está em seu auge, e o Brasil tem em mãos um dos maiores tesouros para moldar seu próprio destino.

Método revolucionário com grafeno acelera o carregamento e prolonga a vida útil das baterias de íons de lítio

Descoberta pode reduzir a dependência do cobalto, um elemento frequentemente usado em baterias de íons de lítio e que é difícil de obter de forma sustentável

*LRCA Defense Consulting - 23/03/2025

De telefones celulares a veículos elétricos, confiamos nas baterias de íons de lítio como uma fonte de energia relativamente barata, eficiente em termos de energia e, mais importante, recarregável em movimento. No entanto, velocidade de carregamento e vida útil dessas baterias são um problema em constante estudo e aperfeiçoamento.

A utilização do grafeno está possibilitando um novo e revolucionário método para revestir cátodos de baterias de íons de lítio, que é capaz de prolongar a vida útil e o desempenho dessas baterias recarregáveis ​​amplamente utilizadas.

De acordo com Cienciaplus, essa descoberta pode reduzir a dependência do cobalto, um elemento frequentemente usado em baterias de íons de lítio e que é difícil de obter de forma sustentável.

David Boyd, pesquisador principal da Caltech, trabalhou durante a última década no desenvolvimento de técnicas para produzir grafeno, uma camada de carbono com um átomo de espessura que é incrivelmente forte e conduz eletricidade mais facilmente do que materiais como o silício.

O revestimento a seco do cátodo com um composto de grafeno provou ser bem-sucedido em laboratório. O revestimento do grafeno reduziu drasticamente a TMD, dobrou simultaneamente a vida útil da bateria e permitiu que as baterias funcionassem em uma faixa de temperatura um pouco mais ampla do que era possível anteriormente.

Esse resultado surpreendeu os pesquisadores. Supunha-se que apenas um revestimento contínuo poderia suprimir a TMD e que um revestimento seco composto de partículas não poderia fazê-lo.

Além disso, como o grafeno é uma forma de carbono, está amplamente disponível e é amigo do ambiente.

Grafeno no Brasil
O Brasil tem uma das maiores reservas de grafita natural, material que contém grafeno, e é o segundo maior produtor de grafeno do mundo, ficando atrás da China. As reservas naturais de grafite brasileiras chegam a 45% do total mundial.

A Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge) é uma das fábricas pioneiras de grafeno no Brasil.

A UCSGraphene, em Caxias do Sul (RS), é a maior planta de pesquisa e produção de grafeno da América Latina.
 
O MackGraphe, na Universidade Presbiteriana Mackenzie em São Paulo, é o primeiro laboratório da América Latina dedicado a pesquisas com grafeno. 

A Gerdau Graphene é uma empresa pioneira no desenvolvimento, industrialização e comercialização de aditivos químicos, adição mineral e masterbatches com nanomateriais à base de carbono, como o grafeno.

O grafeno chega ao mercado

Corpos de prova aditivados com grafeno em ensaio de corrosão - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP

*Revista Pesquisa FAPESP, por Frances Jones - 30/10/2024

O grafeno, agora transformado em produto, está entre nós. Vinte anos depois de ter sido isolado pela primeira vez, o nanomaterial formado por átomos de carbono já pode ser encontrado em artigos à venda no país. Também figura em uma série de inovações tecnológicas em fase avançada de testes. Em um mercado ainda em formação, importadoras ou companhias locais o vendem para ser usado como matéria-prima ou já inserido em soluções desenhadas para produtos diversos, indo de aditivos para tintas e embalagens plásticas a lubrificantes. Principalmente em torno de instituições de ciência e tecnologia, surgem ecossistemas de inovação, fomentando a produção e novas aplicações para o grafeno. Grandes empresas do país nas áreas de petróleo e gás e de mineração testam em campo dispositivos com o cristal bidimensional para usá-los em seu processo produtivo.

Em São Paulo, um dos principais centros de pesquisa e desenvolvimento do material orientado para demandas de mercado é o Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (MackGraphe). A unidade iniciou suas atividades em 2013 no campus de São Paulo da Universidade Presbiteriana Mackenzie, com apoio da FAPESP. Um dos idealizadores do MackGraphe, o físico Eunezio Antonio Thoroh de Souza fundou em 2018 uma startup, a DreamTech Nanotechnology, com o objetivo de converter o conhecimento científico do grafeno em tecnologias aplicáveis ao dia a dia. A iniciativa teve a parceria da multinacional chinesa DT Nanotech, responsável pela produção do grafeno comercializado (ver Pesquisa FAPESP nos 284 e 291). Com a distribuidora local MCassab, a startup vem introduzindo o uso do grafeno e de outros materiais bidimensionais no mercado brasileiro. Agora, sua intenção é produzir grafeno em território nacional.

“Estamos em processo de implantação de uma fábrica em Araras, no interior de São Paulo, com capacidade para produzir 200 toneladas de grafeno por ano”, informa Thoroh. “As projeções de crescimento de demanda por grafeno justificam a implantação da nossa fábrica local, que terá como sócios executivos da DT Nanotech. Nossa expectativa é iniciar a fabricação até o final de 2025.” A empresa adotará a tecnologia de produção baseada no método de esfoliação mecânica líquida e irá focar em produtos como tintas anticorrosivas, compósitos, tintas asfálticas, lubrificantes e materiais de construção.

Também em São Paulo, a Gerdau Graphene, uma startup da Gerdau Next, braço de novos negócios da produtora de aço Gerdau, já colocou no mercado sete produtos incorporando o nanomaterial e prevê o lançamento de pelo menos outros três ainda neste ano. No portfólio da empresa, criada em 2021, há aditivos com grafeno para serem usados na produção de filmes poliméricos, matrizes cimentícias, tintas e revestimentos.

Esfoliação de grafite com fita adesiva (à esq.) e solução com grafeno manipulada por pesquisador da UFMG - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP | Bárbara Cal

“O grafeno é hoje uma realidade comercial”, destaca a química Valdirene Peressinotto, diretora-executiva e de Inovação da Gerdau Graphene. “O nanomaterial confere ganho de propriedades aos materiais em que é incorporado, tornando-os mais resistentes e duráveis”, afirma a pesquisadora. “Nossos aditivos já são fabricados em escala industrial, na casa de toneladas ou milhares de litros. Não se trata mais de algo experimental, restrito a estudos em laboratórios.”

Um Nobel para o grafeno
O primeiro estudo teórico sobre as propriedades elétricas do grafeno é de 1947, mas a história do material no campo da física experimental é bem mais recente. Remonta ao início do século, mais precisamente 2004, quando os físicos Andre Geim – um dos sócios da DreamTech Nanotechnology e da DT Nanotech – e Konstantin Novoselov isolaram na Universidade de Manchester, na Inglaterra, uma única folha de átomos de carbono a partir da esfoliação de uma placa de grafite com uma fita adesiva. Também conhecido por grafita, a grafite é um mineral extraído de jazidas.

Os dois pesquisadores depositaram aquela finíssima camada plana de átomos em um substrato que facilitava a visualização em um microscópio óptico, construíram um pequeno dispositivo e fizeram medições elétricas e magnéticas do material bidimensional. Apesar de ter a existência prevista décadas antes, os cientistas de modo geral achavam que tal material não teria estabilidade suficiente para se manter cristalizado em apenas uma camada. Pelo trabalho, Geim e Novoselov receberam o Nobel de Física em 2010.

Com os átomos organizados em forma de treliça hexagonal, como favos de mel, em um mesmo plano, o grafeno é um material extremamente leve, bastante transparente, flexível e impermeável (ver infográfico abaixo). Tem boa condutividade elétrica e térmica e alta resistência mecânica. Suas propriedades eletrônicas e magnéticas peculiares deram origem a novas áreas da física, como a valetrônica, o estudo das alterações do comportamento dos elétrons do grafeno, e a twistrônica, a investigação dos efeitos produzidos pelo ato de girar uma das folhas de um sistema constituído por duas ou mais camadas de grafeno ou de outros materiais com apenas duas dimensões.

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

O grafeno também abriu o caminho para a física dos sistemas bidimensionais e para o estudo de outros materiais formados por camadas atômicas (layered materials), como a grafite. Assim, a descoberta de Geim e Novoselov teve forte impacto na pesquisa fundamental no campo da ciência dos materiais.

Mercado em expansão
As características singulares do grafeno e dos materiais feitos com ele trouxeram consigo a promessa de ampla aplicação tecnológica em diversos campos da indústria. A consultoria de mercado Fortune Business Insights calcula que o mercado global do material valia US$ 432,7 milhões no ano passado. Até 2032, a estimativa é de que chegue a US$ 5,2 bilhões, um crescimento projetado espantoso em menos de 10 anos.

As aplicações do grafeno e seus derivados se multiplicam no mundo. Ele é empregado na fabricação de eletrônicos, materiais compósitos e baterias. O segmento de nanoplaquetas ou nanoplacas de grafeno (NPG), constituídas por várias camadas de grafeno, foi responsável pela maior parcela do mercado em 2023, segundo a Fortune Business Insights. As indústrias eletroeletrônica, aeroespacial, automotiva, de defesa e de energia encabeçam o consumo do nanomaterial, de acordo com o relatório. A região da Ásia-Pacífico respondeu por 34,4% do mercado, a maior do globo.

“O grafeno tem propriedades que fazem com que ele possa ser utilizado em uma vasta gama de aplicações. Do meu centro de pesquisa já saíram seis companhias e ainda temos outras cinco para desovar”, diz o físico teórico brasileiro Antonio Hélio de Castro Neto, diretor do Centro para Materiais Avançados 2D e do Centro de Pesquisa em Grafeno da Universidade Nacional de Singapura (NUS), um dos principais polos globais de pesquisa sobre grafeno. O físico Novoselov, laureado com o Nobel, integra o quadro de pesquisadores da NUS.

Recipientes com diferentes tipos de grafite e do nanomaterial - Eugênio Sávio

Entre as spin-offs geradas na universidade, destacam-se a NanoMolar, especializada no desenvolvimento de sensores médicos, e a UrbaX, com foco no setor de artigos para a construção civil. Mais de 200 patentes associadas ao grafeno e suas aplicações, resultantes de estudos feitos na NUS, já foram registradas, informa Castro Neto, que fez graduação em física na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e há mais de três décadas está fora do Brasil.

Apesar da demanda crescente em diversas áreas, ainda há desafios a serem superados para que o grafeno se estabeleça de modo mais intenso comercialmente. Um artigo publicado no início do ano por cientistas alemães no periódico 2D Materials indica que boa parte dos fabricantes permanece em um estágio comercial inicial, tendo que enfrentar o duplo desafio de consolidar sua base de consumidores e de garantir o financiamento para escalar a produção. Também há nichos que crescem sem visibilidade pública em razão dos termos de sigilo impostos pelos clientes, que preferem não dar publicidade aos experimentos com grafeno para não chamar a atenção da concorrência e manter o segredo da fórmula na produção.

“O tamanho relativamente pequeno [do mercado] caminha com a perspectiva de forte evolução nos próximos anos, com taxas de crescimento previstas entre 20% e 50% por ano. […] O grafeno não consegue converter imediatamente todas as suas promessas iniciais para um sucesso de mercado estrondoso. A difusão dessa nova classe de materiais bidimensionais leva tempo”, escreveram os autores do artigo na 2D Materials. O estudo foi realizado no âmbito da Graphene Flagship, iniciativa europeia que reúne 118 parceiros industriais e acadêmicos.

O mercado, não só no Brasil, mas no mundo todo, segundo Peressinotto, está em fase de abertura e de consolidação. A diretora da Gerdau Graphene investiga nanomateriais de carbono, como o grafeno, desde 2004, quando ainda trabalhava como pesquisadora no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), em Belo Horizonte, com um grupo ligado à Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Grafeno em pó (atrás) e composto aditivado à base de termoplástico e do nanomaterial; preparo de pasta de cimento com material contendo grafeno (à dir.) - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP

O primeiro caso de sucesso da startup que dirige hoje beneficiou a própria Gerdau. Deu-se após um teste industrial executado com o fornecedor de filmes poliméricos usados para empacotar pregos, vendidos pela siderúrgica gaúcha. “Reduzimos a espessura da embalagem em 25%, aumentamos a resistência ao furo e ao rasgo em 30% e diminuímos as perdas do processo em mais de 40%”, ressalta Peressinotto. Com a incorporação do aditivo na linha de empacotamento dos pregos, a Gerdau pôde economizar cerca de 72 toneladas de plástico ao longo de um ano.

A Gerdau Graphene, que desenvolve seus produtos em parceria com o Centro de Inovação em Engenharia de Grafeno (Geic), ligado à Universidade de Manchester, compra o grafeno usado em seus aditivos de produtores do Brasil, do Canadá, dos Estados Unidos, da Inglaterra, da Espanha, da Austrália, entre outros países. A importação, explica Peressinotto, é necessária porque o país ainda não tem quem produza o insumo nos formatos exigidos pela companhia, na quantidade suficiente e com o custo competitivo.

No Brasil, o novo material tem sido usado principalmente em aplicações que exploram suas propriedades mecânicas. “As grandes aplicações do grafeno no país ainda são em tintas, elastômeros [polímeros com propriedades elásticas], compósitos, embalagens e cimento. São usos ligados a materiais mais pesados, incluindo os da construção civil e os do setor automotivo”, afirma o físico Luiz Gustavo Cançado, da UFMG. Ex-coordenador do Projeto MGgrafeno, criado em 2016, o pesquisador e sua equipe desenvolveram um processo-piloto de produção em ampla escala do material e testaram mais de 20 aplicações.

“O grafeno é muito resistente mecanicamente. É preciso imprimir muita força para que ele se rompa. Ao misturá-lo com polímeros, borrachas, cimento ou cerâmicas, ocorre uma melhoria geral das propriedades mecânicas do material resultante”, sustenta o físico Marcos Pimenta, também professor da UFMG. “Mas não é fácil desenvolver e produzir esse material.”

Laboratório da Gerdau Graphene voltado a criar soluções com grafeno para construção civil - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP

Pioneiro nos estudos de nanomateriais de carbono no país, Pimenta criou e dirigiu por 10 anos o Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno (CTNano) da UFMG, onde hoje, em um espaço de 3 mil metros quadrados, cerca de 100 pessoas trabalham em 10 laboratórios para desenvolver soluções e tecnologias sob demanda. “No começo, eram principalmente projetos para duas empresas. Hoje temos várias iniciativas em andamento com companhias de diferentes setores”, conta o pesquisador.

De acordo com o físico Rodrigo Gribel Lacerda, atual coordenador-geral do CTNano, que se tornou uma unidade da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), o centro firmou até agora parcerias com 15 empresas. Entre os projetos mais avançados está um nanossensor feito com nanotubos de carbono (camadas de grafeno enroladas em forma de cilindro) para monitorar a concentração de dióxido de carbono no gás natural extraído dos poços de petróleo do pré-sal.

“Estamos na fase de homologação do dispositivo, criado em parceria com a Petrobras. Falta realizar os testes em ambiente real para virar um produto comercial”, ressalta Lacerda. Também nessa etapa de desenvolvimento há outro sensor de deformação para maquinários usados na atividade mineradora. Em um terceiro projeto, o objetivo é empregar o grafeno como filtro para purificação da água.

O Rio Grande do Sul sedia uma das primeiras fábricas de grafeno em operação no país. Fruto de um projeto da Universidade de Caxias do Sul (UCS), a UCSGraphene, em Caxias do Sul, está em operação desde março de 2020. A unidade, vinculada à Embrapii, utiliza a rota de esfoliação em fase líquida para desenvolvimento e produção do grafeno e de outros materiais ricos em carbono. Sua capacidade de produção supera 1 tonelada por ano.

Chip com nanossensor de grafeno para detecção de gases, feito na UFMG - Bárbara Cal

“Além de desenvolver grafeno a partir da grafite e de outras fontes de carbono, nós nos dedicamos à criação de soluções tecnológicas contendo o nanomaterial e seus derivados, e a rotas produtivas focadas em outras nanoestruturas à base de carbono, como óxido de grafeno e grafenos modificados”, conta o engenheiro de materiais Diego Piazza, coordenador da UCSGraphene, que atua em parceria com outras empresas e institutos de ciência e tecnologia.

“Entre os diversos desenvolvimentos tecnológicos e estudos do uso do grafeno e derivados realizados por nossa equipe, está a sua utilização em materiais compósitos [polímeros, cerâmicas e metais], equipamentos de proteção, lubrificantes, tintas e revestimento, sistemas de filtração, medicina regenerativa e peças técnicas”, diz Piazza, que também é professor na UCS. “Várias de nossas soluções já estão sendo comercializadas nos setores de moda, mobilidade, logística, entre outros.”

Na capital mineira, outra instalação com condições de produção industrial prepara-se para lançar uma oferta pública de tecnologias. O CDTN abriga uma planta construída no âmbito do Projeto MGgrafeno, da UFMG, em parceria com a estatal Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), com capacidade para fabricar cerca de 1 tonelada por ano. “Com o edital, pretendemos transferir a tecnologia que criamos para interessados em produzir grafeno para exploração comercial e industrial”, diz Cançado, da UFMG. A ideia é de que o parceiro privado utilize as instalações do CDTN.

A universidade detém, com o CDTN, a cotitularidade da propriedade intelectual gerada no projeto, relacionada à rota desenvolvida para a produção de grafeno, baseada na esfoliação em fase líquida da grafite. O pesquisador explica que um dos grandes desafios para expandir as aplicações e o uso do material comercialmente é conseguir fabricá-lo em grande escala por um processo reprodutível.

Biossensor com o nanomaterial para exame de glicemia, criado pela NanoMolar, de Singapura - NanoMolar

Outra dificuldade é estabelecer normas para produção, controle de qualidade e segurança do insumo. Por fim, é necessário ter informações confiáveis sobre o material, que garantam que se trata realmente de grafeno e não de outra forma alotrópica do carbono, como grafite. Alótropos são substâncias simples formadas pelo mesmo elemento químico, com variação do número de átomos ou de sua estrutura cristalina.

A demanda por controlar a qualidade do grafeno que circula no país, seja ele nacional ou importado, chegou ao Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro). Desde o ano passado, a entidade trabalha no desenvolvimento de um selo de conformidade por meio de um programa de certificação para o grafeno, programa conhecido informalmente como PAC (Plano de Aceleração do Crescimento) do grafeno. A previsão é de que ambos sejam lançados em meados de 2025.

“Quando o grafeno superou o estágio da pesquisa acadêmica e virou um produto comercial, o Inmetro percebeu que devia criar métodos de medição [para verificar o número de camadas de grafeno e a pureza do material contido no produto] e elaborar um conteúdo de referência para orientar a realização de testes visando a conformidade do material a determinadas normas de ensaio. Com a ABNT [Associação Brasileira de Normas Técnicas], elaboramos as normas para identificar e classificar esse nanomaterial”, relata a química Joyce Rodrigues de Araújo, responsável pelo Laboratório de Fenômenos de Superfície e Filmes Finos (Lafes) da Divisão de Metrologia de Materiais e Superfícies do Inmetro. Ela ganhou em 2024 o prêmio 25 Mulheres na Ciência, promovido pela empresa 3M, pelo trabalho no desenvolvimento de um biografeno, produzido a partir do processamento de biomassas, como casca de arroz e bagaço de cana-de-açúcar.

Araújo explica que raramente o que se tem em produtos comerciais é a monocamada de grafeno, como a produzida na Universidade de Manchester em 2004. “O grafeno engloba uma família de compostos que diferem entre si pelo número de camadas que os constitui e o formato com os quais se apresentam”, afirma a pesquisadora. Inclui, por exemplo, o grafeno original, de uma só camada, o de múltiplas camadas e as nanoplacas de grafeno (ver infográfico abaixo).

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

“Nosso trabalho no Inmetro é definir a família, o modelo, se é grafeno em pó ou em suspensão líquida. Também estabelecemos as técnicas de ensaio que serão utilizadas pelos laboratórios que vão ser acreditados para certificar o material”, pondera a pesquisadora.

Em meio às dúvidas sobre o que pode ser chamado de grafeno, a Organização Internacional de Normalização (ISO) publicou normas sobre o tema, que foram traduzidas para o português. Elas indicam que se considera grafeno um material de carbono com até 10 camadas atômicas –ou seja, até 10 folhas de átomos de carbono empilhadas uma sobre a outra. Quando há duas camadas, chama-se bicamada de grafeno. Entre três e 10 camadas, fala-se em grafeno de poucas camadas. “Acima de 10, ainda não há um consenso sobre a nomenclatura a ser adotada. No momento, utiliza-se a definição de nanoplacas de grafeno, desde que o material tenha pelo menos uma dimensão na nanoescala, até 100 nm [nanômetros]”, explica Araújo.

“Há uma grande discussão sobre até onde é grafeno. Quando se passa de uma para duas camadas e de duas para três, a estrutura eletrônica do material muda muito. Com mais de 10 camadas fica mais parecido com grafite. A monocamada, o grafeno original, entretanto, nem sempre é o mais interessante para as aplicações tecnológicas”, ressalta Cançado. “Pode acontecer que o de mais camadas se adéque melhor à finalidade desejada. É possível afirmar que, para a maioria das aplicações atuais, o grafeno de pouquíssimas camadas, entre uma e três, não é o mais indicado.”

O método de produção do material, explica Cançado, interfere no tipo de grafeno que se obtém, e cada um deles tem propriedades diferentes, que podem ser adequadas aos diferentes usos. Além disso, por vezes outros materiais bidimensionais são incluídos na família dos materiais relacionados ao grafeno. A esfoliação mecânica foi o primeiro método usado para isolar o grafeno, mas ele também pode ser obtido a partir da deposição química em fase vapor (CVD) ou esfoliação em fase líquida (ver infográfico abaixo).

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

O preço do nanomaterial, afirmam os especialistas, varia muito no mercado global. Segundo Thoroh, da DreamTech Nanotechnology, o quilo do grafeno monocamada com alta pureza pode custar US$ 2 mil. “Já os grafenos com poucas camadas que comercializamos custam aproximadamente US$ 300 a US$ 350 o quilograma”, diz.

O Brasil tem tradição e contribuições expressivas no trabalho de caracterização do material. Pesquisadores do país vêm desenvolvendo o campo científico dos nanomateriais de carbono desde a década de 1990. Em artigo publicado em 2019 no Brazilian Journal of Physics, Pimenta e colegas descrevem o papel da colaboração entre grupos brasileiros e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, para o estabelecimento dessa ciência no país.

A física norte-americana Mildred Dresselhaus (1930-2017), então professora emérita do MIT e considerada a “rainha da ciência do carbono”, visitou o Brasil 12 vezes entre 2001 e 2013. “Antes mesmo do estudo pioneiro com grafeno de Novoselov e Geim em 2004, os cientistas brasileiros deram contribuições importantes para a ciência da grafite e os sistemas grafíticos”, afirmam os autores no artigo.

“Trabalho com isso desde 1999, antes que meus antigos compatriotas fizessem a extração do grafeno”, conta o físico experimental russo Yakov Kopelevich, do Instituto de Física da Unicamp e autor de artigos com centenas de citações sobre o tema, entre eles um publicado em abril de 2003 na Physical Review Letters sobre o comportamento da grafite no limite quântico.

Ilustração mostra vários materiais bidimensionais, entre eles o grafeno, empilhados - Jing Li (School of Chemistry, Beihang University, China)

Castro Neto, da NUS, afirma que o seu primeiro artigo sobre grafeno foi rejeitado em todos os periódicos aos quais foi submetido com a explicação de que “não existe tal coisa como o grafeno”. “Por muito tempo, ninguém acreditava na existência de materiais bidimensionais, pois não se achava que eles seriam estáveis o suficiente para se manter”, lembra o pesquisador.

Em 99% dos materiais, diz o professor da NUS, os elétrons se propagam dentro do material como uma partícula livre, que tem massa e inércia. “No grafeno, em razão de a rede cristalina ser hexagonal, os elétrons se propagam com velocidade como se fossem objetos sem massa. Do ponto de vista teórico, isso era interessante. Um novo tipo de partícula se propagando no material.” Em 2009, o pesquisador brasileiro publicou na Reviews of Modern Physics um estudo detalhando as propriedades eletrônicas do grafeno.

Além de abrir a área das investigações de materiais com apenas duas dimensões, o grafeno também inaugurou a chamada twistrônica. Em 2018, pesquisadores do MIT descobriram um “ângulo mágico” no grafeno, ao desalinhar em exatamente 1,1 grau duas folhas do material (ver Pesquisa FAPESP nº 302). Com esse desalinhamento, o grafeno vira um supercondutor. Isso, contudo, precisa ocorrer em temperaturas extremamente baixas, o que acaba por dificultar sua aplicação prática. Na UFMG, os pesquisadores investigam outros ângulos de rotação, de até 30 graus. Um artigo do grupo da universidade mineira com esse tema foi capa da revista Nature em 2021.

Em 2024, a mesma equipe, coordenada por Cançado, da UFMG, e pelo físico Ado Jório, da mesma universidade, publicou um artigo de capa da revista Carbon sobre o estudo dos defeitos do grafeno usando a técnica de espectroscopia de Raman. O paper, que descreve a história da pesquisa para o aprimoramento da metrologia de nanomateriais, indica que o Brasil é referência na área, segundo publicação da Sociedade Brasileira de Física. O controle das propriedades do grafeno é crucial para a fabricação de dispositivos e para o processamento de informações, concluíram os autores do estudo.

Com Cerakote, DLC, nióbio, grafeno e sem parafusos, Taurus prepara o lançamento de uma submetralhadora disruptiva

Fuzil com um acabamento Cerakote personalizado de camuflagem urbana feito pela Blowndeadline Custom Cerakote

 
*LRCA Defense Consulting - 17/09/2024

A SSS Defense, empresa indiana com a qual a CBC possui uma joint venture para produção de munições para armas leves na Índia, está divulgando nesse país as vantagens do revestimento de Cerakote e, recentemente, fez uma parceria com uma estatal indiana visando o emprego desse material em armamentos.

No Brasil, a Taurus Armas utiliza o produto como revestimento para suas armas há vários anos e, inclusive, fez um upgrade no material quando desenvolveu, em conjunto com a Cerakote®, uma tinta especial com Grafeno em sua composição, que protege e torna as armas mais resistentes a riscos e outros danos aos equipamentos. A multinacional brasileira está agora finalizando o desenvolvimento de um novo upgrade, com a adição de nióbio à mistura.

Mockup da revolucionária submetralhadora Taurus (imagem borrada intencionalmente)

A propósito, a Taurus Armas S.A. deverá lançar, no início de 2025, uma nova e revolucionária submetralhadora (SMG), que será caracterizada por ser a arma de sua categoria com mais tecnologia embarcada no mundo, haja vista combinar diversas tecnologias inovadoras e disruptivas, como nióbio, grafeno e polímero de fibras longas (injetados no metal), cano com DLC (Diamond Like Carbon) e revestimento em Cerakote Graphene. Além disso, seu peso será inferior a 2,5 Kg e, em mais um pioneirismo mundial da Taurus, não terá nenhum parafuso.

Tais tecnologias estão chamando a atenção de autoridades militares e policiais dos Estados Unidos, que solicitaram à empresa maiores informações sobre a arma. 

Conforme o interesse dos consumidores, a submetralhadora já poderá sair de fábrica dotada de supressor de ruído (silenciador), acessório que a Taurus começou a produzir em 2023, lançando uma linha completa (também com tecnologia disruptiva) na LAAD do ano passado.

Confira abaixo, em uma das reportagens indianas, os empregos e as vantagens do revestimento em Cerakote.
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Aspecto furtivo do revestimento em Cerakote

CERAKOTE by SSS Defence for ARDE

*Alpha Defense, por Prafal Kumar - 06/09/2024

O Armament Research and Development Establishment (ARDE), parte da Defense Research and Development Organization (DRDO) da Índia, fez uma parceria oficial com a SSS Defence para avançar o desenvolvimento e a aplicação da tecnologia de revestimento Cerakote para armas pequenas. Esta colaboração visa aumentar a durabilidade e o desempenho de componentes críticos de armas de fogo, como canos, ferrolhos e receptores. A visão de longo prazo da ARDE é expandir o uso do Cerakote para componentes e sistemas maiores, com base em testes e avaliações bem-sucedidos.

Como parte do acordo, a SSS Defence , uma empresa de defesa indiana líder e aplicadora certificada Cerakote, projetará e estabelecerá uma instalação de processamento para essa finalidade. A instalação pode ser semiautomática ou totalmente automática, dependendo dos requisitos operacionais. O escopo do projeto inclui a entrega de 200 unidades de componentes revestidos de cerâmica — fornecidos pela ARDE — para testes e avaliações rigorosos.

Cerakote é um revestimento de arma de fogo à base de cerâmica conhecido por sua durabilidade excepcional , resistência à corrosão e resistência ao desgaste. Ele fornece um alto nível de proteção contra arranhões, abrasão e produtos químicos, tornando-o ideal para uso em armas de fogo. Além dos benefícios de desempenho, o Cerakote oferece opções de personalização por meio de uma variedade de cores e acabamentos, permitindo aprimoramentos estéticos e funcionais.

Principais especificações do Cerakote

- Dureza : O revestimento deve ter um nível de dureza entre 8-10 na escala de Mohs. A Escala de Mohs é uma escala qualitativa usada para medir a dureza de materiais com base em sua capacidade de arranhar substâncias mais macias. Ela varia de 1 a 10 , com 1 sendo o mais macio (como talco) e 10 sendo o mais duro (como diamante). A escala ajuda a determinar o quão resistente um material é a arranhões e desgaste. Espera-se que o revestimento Cerakote tenha uma dureza entre 8-10 na escala de Mohs , o que significa que é bastante duro e resistente à abrasão, com 8 correspondendo a materiais como topázio e 10 ao diamante.

- Norma ASTM D3363: A norma ASTM D3363 é um método usado para determinar a dureza de revestimentos usando testes de dureza de lápis. Este teste envolve pressionar lápis com grafites de dureza variável (graduados de macios a duros) contra a superfície revestida para avaliar sua resistência a indentação ou arranhões. O objetivo é encontrar o lápis mais duro que pode ser usado sem danificar o revestimento, o que fornece uma medição consistente da dureza do revestimento.

- Propriedades Térmicas: O revestimento é projetado para suportar temperaturas de até 600°C . Após a exposição, os componentes passarão por inspeções visuais para avaliar qualquer dano.

- Resistência à corrosão: Os componentes revestidos devem passar por um teste de banho de sal de 1000 horas, garantindo alta resistência à corrosão. Os testes seguirão o padrão ASTM B117 .

- Espessura: O revestimento Cerakote terá uma espessura entre 10-25 µm, com dois componentes testados usando métodos destrutivos e não destrutivos.

- Propriedades de Adesão: O revestimento deve exibir excelente adesão, com classificação 5B.

- Inspeção visual: Cada componente revestido com Cerakote passará por uma inspeção visual para confirmar que a superfície está lustrosa e livre de buracos, bolhas, esfoliação ou áreas não revestidas.

Aspectos furtivos do Cerakote

- Reflexão e Stealth
O Cerakote pode ser aplicado em acabamentos foscos que reduzem a reflexão da superfície. Isso é crucial para operações militares e táticas, onde as reflexões podem expor um atirador ou equipamento sob dispositivos de visão noturna (NVDs). Um revestimento não reflexivo ajuda a manter a furtividade, minimizando a chance de detecção sob luz infravermelha (IR) usada por sistemas de visão noturna.

- Gerenciamento de Assinatura Infravermelha
Alguns revestimentos Cerakote são projetados para ter propriedades reflexivas infravermelhas, o que significa que refletem menos luz IR, o que pode ajudar a reduzir a assinatura de calor do objeto revestido. Isso torna mais difícil para o objeto ser detectado por dispositivos de visão noturna ou sistemas de imagem térmica, melhorando a camuflagem em ambientes com pouca luz.

- Personalização para Ambiente
O Cerakote oferece uma ampla gama de cores e acabamentos que podem ser personalizados para ambientes específicos. Por exemplo, revestimentos mais escuros e não reflexivos podem se misturar melhor em paisagens noturnas, o que é benéfico para operações conduzidas usando visão noturna, garantindo que o equipamento não se destaque sob NVDs.

Indo-MIM é a maior exportadora de defesa da Índia e uma referência para o novo negócio da Taurus

Na LAAD Security & Defence 2024, a Taurus expôs, pela primeira vez em uma feira do setor, algumas de suas peças com a tecnologia M.I.M.

*LRCA Defense Consulting - 24/08/2024

O maior exportador privado de produtos de defesa da Índia não é o Tata Group com seus múltiplos acordos, ou outro player gigante do setor, como o Mahindra Group ou o Kalyani Group, que fechou acordos com a Armênia para suas armas de artilharia. Dados do Ministério da Defesa desse país divulgados nesta semana mostram que a Indo-MIM, sediada em Bengaluru, ocupa o primeiro lugar. 

Fundada em 1996, a Indo-MIM se tornou líder global em produtos de moldagem por injeção de metal (M.I.M.), atendendo clientes em mais de 45 países nas Américas, Europa e Ásia. Como um produtor de peças MIM totalmente integrado, destaca-se em design, ferramentas, materiais e operações abrangentes de acabamento e montagem. Além disso, é especializada em moldagem por injeção de cerâmica (CIM), fundição de investimento (IC), manufatura aditiva/impressão 3D, usinagem de precisão e soluções de automação. A Indo-MIM é a maior empresa de M.I.M. do mundo, com uma instalação bem estabelecida em Bangalore, Índia, e Texas, EUA, desenvolvendo mais de 6.000 variedades de peças/componentes M.I.M. para vários segmentos, como defesa, automotivo, consumidor, médico e aeronáutico.

Taurus: hub de peças para unidades produtivas no mundo
Somente duas fábricas de armas tem a tecnologia M.I.M. no mundo, e a Taurus é a única no Hemisfério Sul.

Em uma arma, estão presentes cerca de 14 peças de M.I.M. e a empresa, hoje, fabrica mais de 110 mil dessas peças por dia. A unidade fabril de São Leopoldo (RS) é a responsável pela fabricação e distribuição de peças M.I.M. para todas as unidades produtivas (Brasil, EUA, Índia e, provavelmente, Arábia Saudita).

Como a CBC, controladora da Taurus Armas S.A., adquiriu cerca de 27% do Grupo Colt CZ neste ano, a alta direção da Taurus já visitou as sedes da CZ, na República Tcheca, e da Colt CZ, nos Estados Unidos, enquanto que a equipe da Colt CZ, por sua vez, esteve em visita à Taurus, em São Leopoldo. Durante essas visitas, foram encontradas importantes sinergias entre as duas empresas, que devem potencializar a produção da Taurus. A primeira delas se transformará em um novo e promissor negócio para a multinacional gaúcha, representado pela produção de peças M.I.M. e de peças usinadas por processo robótico (Taurus 4.0) para uso em armas produzidas pelo Grupo Colt CZ em várias partes do mundo.

Um novo centro de negócios
Em 2021, a Taurus Armas adquiriu o mais moderno e atualizado equipamento para processamento M.I.M. Fabricado pela empresa alemã Cremer Thermoprozessanlagen GmbH - líder mundial em fornos contínuos de debinding e sinterização - o MIM Master NEO XL é a mais recente tecnologia da Cremer para a produção em larga escala de peças metálicas complexas com alta produtividade e significativa redução de custos de energia e operação.

Em 2024, a empresa, em linha com a estratégia de investimento em tecnologia de equipamento e em pesquisa e desenvolvimento de materiais, anunciou que está previsto para o 2º semestre a chegada de um novo forno elétrico contínuo de M.I.M. O equipamento proporcionará maior eficiência e produtividade, além da utilização de maior gama de ligas metálicas (grafeno, nióbio etc.), levando à uma significativa redução de custos. 

Com esse forno de última geração, que deverá começar a operar ainda neste ano, a Taurus dobrará a capacidade instalada do M.I.M., o que permitirá ampliar a venda para terceiros em diferentes negócios e mercados, com o M.I.M. se tornando um novo centro de negócios da Taurus.

O novo forno, combinado com a utilização da fórmula própria do composto (veja abaixo), além de gerar uma economia de custos de cerca de 25% e tornar a empresa independente de fornecedores estrangeiros desse material, possibilitará dobrar as vendas de produtos M.I.M., podendo gerar uma significativa receita adicional, já que a intenção da empresa é passar a ofertar tais produtos em nível global, diferentemente do âmbito local atual. Isso sem contar com a eventual comercialização do próprio composto M.I.M. produzido pela Taurus.

Como está explicado em detalhes no último item desta matéria, a importância do processo M.I.M reside no fato de ser capaz de produzir grandes quantidades de peças de altíssima complexidade geométrica, garantindo toda a precisão necessária, por um custo muito competitivo. 

De acordo com a capacidade instalada e com a demanda do mercado, a intenção da empresa é expandir os negócios de produtos M.I.M., podendo assim, à semelhança da indiana Indo-MIM, atender também outros segmentos, além do armamento leve, como defesa (amplo), automotivo, médico/odontológico e aeroespacial.

Forno elétrico contínuo de M.I.M da Taurus

Fórmula própria
Como só duas empresas no mundo produzem o composto para injeção de metal, os engenheiros do CITE - Centro Integrado de Tecnologia e Engenharia BR/EUA da empresa desenvolveram uma fórmula interna, viabilizando a injeção de metal (M.I.M.) com 25% do composto produzido pela própria fábrica, inclusive com a adição de grafeno e nióbio.

Assim, a multinacional brasileira líder em vendas de armas no mundo já está fabricando 25% de todo o composto M.I.M. que necessita para produzir as peças em polímero de suas armas e acessórios.

O fato é significativo na medida em que possibilita a verticalização do processo produtivo, gera uma economia de custos também na ordem de 25% e está tornando a empresa independente de fornecedores estrangeiros desse material.

No primeiro semestre de 2024, a receita com venda de produtos M.I.M. para terceiros foi de RS 8,56 milhões, representando 1% da receita total da empresa. Com o aumento e diversificação da produção e dos clientes, espera-se que essa receita possa se multiplicar nos próximos anos, tornando-se um dos grandes negócios da Taurus.

Mercado
Entre os principais mercados globais, além do Brasil, estão Índia e Estados Unidos, onde a empresa já está presente e tem canais de venda e de distribuição, mas os países tecnológicos das regiões Ásia-Pacífico e Oriente Médio são também muito promissores.

O tamanho do mercado global de peças de moldagem por injeção de metal (peças M.I.M.) foi de cerca de US$ 2,5 bilhões em 2022, devendo atingir US$ 3,4 bilhões em 2028, exibindo um CAGR (crescimento anual) de 5,7% durante o período de previsão. O mercado pode ser segmentado em automotivo, eletrônico, componentes industriais, médicos e odontológicos, armas de fogo, produtos de consumo, entre outros.

Espera-se que as regiões Ásia-Pacífico e Oriente Médio testemunhem um grande crescimento na participação de mercado de peças moldadas por injeção de metal, devido à crescente demanda por eletrônicos de consumo e automóveis. O aumento da população e o aumento dos níveis de renda também estão contribuindo para o desenvolvimento do mercado. Prevê-se que o aumento dos investimentos dos principais players do mercado para os empreendimentos de P&D e a ampliação de suas capacidades de produção e portfólios de produtos aumentem o crescimento. A expansão do mercado regional está sendo auxiliada pela evolução tecnológica.

Peças de armas produzidas pelo processo M.I.M.

Tecnologia M.I.M. - Metal Injection Molding
A tecnologia M.I.M. permitiu a produção de peças de geometria complexa, com baixo custo e alto volume, dispensando a necessidade de fornecedores externos utilizados pela maioria dos fabricantes de armas, com grande vantagem sobre processos tradicionais, como microfusão e usinagem. Esta tecnologia de alta performance une a resistência mecânica dos metais com a versatilidade de forma dos polímeros, a partir da injeção dos componentes, com posterior processo térmico de remoção dos polímeros e sinterização.

Assim, o M.I.M. combina dois processos comprovados: moldagem por injeção de plástico e sinterização de alta densidade. O processo molda a liga metálica como se fosse plástico e, com o avanço da tecnologia, foi realmente refinado ao ponto de as peças poderem ser fabricadas de forma rentável utilizando os aços de alta qualidade atuais.

O processo M.I.M. é ideal para a produção de componentes metálicos relativamente pequenos (de 1 a 50 gramas), de formato complexo, com tolerância restrita, alta resistência e muito bons requisitos de acabamento superficial, haja vista que as diversas partes precisam ser fortes o suficiente para suportar as pressões que se desenvolvem ao disparar uma arma.

Muitas peças pequenas e complexas não podem ser produzidas usando usinagem tradicional; ou, se puderem ser usinadas, o processo será tão extenso que se tornará proibitivamente caro. Outras peças podem ser fundidas, mas requerem operações secundárias, como usinagem para adicionar recursos e polimento para melhorar o acabamento superficial. O processo M.I.M., entretanto, oferece grande flexibilidade em termos de design, formato e recursos da peça. As peças M.I.M. têm formato quase final sem exigir operações secundárias.

Uma outra grande vantagem na utilização desta tecnologia é que o processo M.I.M. não se aplica apenas aos aços, permitindo uma ampla seleção de ligas metálicas, incluindo aço inoxidável, aços-liga, aços para ferramentas, latão, cobre, titânio, tungstênio, cerâmica e muitas ligas especiais, como o aço inoxidável sem níquel ASTM F17 e, mais recentemente, ligas com grafeno e nióbio, ambas desenvolvidas pela Taurus e seus parceiros.