Materiais 2D funcionalizados processados em solução: desenvolvimento de sensores e biossensores elétricos prototipáveis

Resumo

Neste projeto, propomos a produção de conhecimento e tecnologia resultantes da funcionalização de materiais bidimensionais (M2Ds) processados em solução para o desenvolvimento de sensores e biossensores elétricos prototipáveis. O uso de M2Ds apresenta vantagens ímpares para essa finalidade, como i) alta relação superfície-volume, o que os torna muito sensíveis às perturbações ao seu entorno; ii) propriedades elétricas ajustáveis, o que garante flexibilidade durante a operação dos dispositivos; e iii) defeitos estruturais intrínsecos funcionalizáveis. A processabilidade em solução (i.e., o desenvolvimento de "tintas" de M2Ds)adiciona compatibilidade para com métodos industriais de produção em massa de dispositivos, viabilizando a prototipagem. Aqui, pela funcionalização ad hoc de M2Ds com receptoresquímicos e biológicos (viz., moléculas e biomoléculas funcionais), desenvolveremos sensores e biossensores altamente sensíveis e seletivos utilizando transdutores elétricos do tipo transistores eletrolíticos. Como aplicação inicial, desenvolveremos sensores químicos e biossensores do tipo Poin-of-Care (PoC) para além da prova de conceito e com relevância na área da saúde. Como sensor químico, visamos o monitoramento de cátions metálicos (K+, Na+, Ca2+, e Mg2+), em fluidos fisiológicos como saliva, suor, urina e sangue, e cuja concentração pode ser correlacionada diretamente a diversas patologias. Como biossensor, propomos o monitoramento de anticorpos relacionados ao tratamento de doenças autoimunes inflamatórias. Ao abordar essas duas aplicações iniciais, pretendemos demonstrar como defeitos intrínsecos em M2Ds podem ser explorados de maneira inteligente para desenvolver novos (bio)sensores do tipo PoCaltamente sensíveis, seletivos, e com potencial real de prototipagem e comercialização. (AU)