Materiais bidimensionais e seus derivados para biossensoriamento fotônico de patógenos

Resumo

A classe de materiais bidimensionais (2D) e seus derivados nanoestruturados (e.g. heteroestruturas e nanocompósitos) são considerados promissores para aplicações em dispositivos fotônicos para sensoriamento, principalmente por apresentarem, em geral, rápida cinética de transferência de carga, elevada área superficial, fácil funcionalização e propriedades óticas fortemente dependentes do ambiente em que se encontram. Diante da pandemia da COVID-19 que vivemos, esses materiais se tornam profundamente atrativos para o desenvolvimento de nanobiossensores, potencialmente capazes de detectar os mais diversos patógenos - tal como o SARS-CoV-2 - de forma simples, rápida e sensível. Visando essa aplicação, o presente projeto foca na síntese de diferentes materiais baseados em derivados de grafeno, nitreto de carbono grafítico, dicalcogenetos de metais de transição e monocalcogenetos dos grupos IV-VI, em suas formas lamelares e 2D, e de heteroestruturas e nanocompósitos baseados nesses materiais. As amostras serão produzidas com arquitetura controlada (i.e. morfologia, quantidade de camadas, tamanho das folhas) e avaliadas com relação às suas propriedades óticas. A sensibilidade dos materiais que se mostrarem promissores será investigada a partir de um complexo modelo (Streptavidina-Biotina), almejando a otimização do sistema para o biossensoriamento por fenômenos óticos: espectroscopia Raman amplificada por superfície e luminescência. Por fim, esperamos contribuir com o desenvolvimento racional de materiais adequados para o sensoriamento ultrassensível, capazes de alcançar futuras aplicações práticas. (AU)