Simulações computacionais de heteroestruturas baseadas em dicalcogenetos metálicos de transição, MXenos e novos alótropos do carbono

Resumo

Sensores de gás têm sido foco de interesse devido à aplicação na indústria, monitoramento ambiental, exploração espacial, biomedicina e no controle do aquecimento global. A base da detecção de gás é a adsorção, portanto, aumentar a área de contato entre o material sensor e o gás melhora a sensibilidade e a detecção. Neste sentido, materiais bidimensionais (2D) são candidatos promissores para detectar diferentes moléculas gasosas. Em particular, sensores de gás baseados em heteroestruturas de van der Waals (vdWh) 2D possuem várias vantagens, pois tanto os materiais componentes quanto a camada de depleção formada na junção podem ajustar ativamente o desempenho de detecção. VdWhs baseadas em TMDs têm aplicações como transistores de efeito de campo, células solares, diodos emissores de luz, lasers e sensores de gases. Devido à excelente condutividade, funcionalidade das terminações das superfícies e seu caráter hidrofílico, os MXenos são candidatos promissores para sensores de gases quimiorresistivos. Dentro dos alótropos 2D do carbono, materiais porosos têm sido promissores no tratamento de água, captura de gases tóxicos, baterias de íons-lítio e supercapactiores. Tendo isso em vista, neste projeto é proposta a elaboração de vdWhs baseadas em dicalcogenetos metálicos de transição (TMDs), MXenos e novos alótropos do carbono para o sensoriamento dos gases NO2, NO, CO, NH3 e SO2 utilizando a Teoria do Funcional da Densidade. Este projeto visa contribuir com o desenvolvimento de novos sensores de gás baseados em vdWhs explicando as interações entre os gases em suas interfaces e propondo mecanismos de detecção.