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Nova rota de síntese para MXenes: adicionando multifuncionalidades a interfaces e dispositivos

Processo: 23/07552-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2023
Vigência (Término): 30 de setembro de 2025
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Pesquisador responsável:Antonio Riul Júnior
Beneficiário:Leonardo Mathias Leidens
Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais avançados   Sensores   Materiais bidimensionais   Supercapacitores   Deposição física de vapor   Língua eletrônica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Deposição física a vapor | Língua Eletrônica Microfluídica | materiais 2D | MXenes | Sensores avançados | supercapacitores | Materiais e sensores avançados

Resumo

Os materiais 2D têm atraído grande atenção de pesquisadores por suas propriedades únicas, sendo uma das áreas mais profícuas e notáveis hoje em dia. Os MXenes compõem uma família emergente de carbetos e/ou nitretos de metais de transição. A morfologia bidimensional e facilidade de combinação em diferentes estruturas, aliados à elevados valores de condutividade elétrica, colocam os MXenes como materiais promissores em aplicações diversas. No entanto, apesar de inovadores e versáteis, as rotas de síntese dos MXenes são tradicionalmente obtidas por vias químicas com condições extremas, como etching de uma fase metálica complexa com ácido fluorídrico (HF). Isso acaba limitando sua exploração, gerando um paradigma na área. Neste sentido, nossa proposta está voltada à validação de uma rota de síntese física, inovadora, para os MXenes, eliminando o uso de ácidos fortes, o que além de ambientalmente amigável potencializa uso e aplicações. A metodologia se baseia na combinação de deposição física a vapor (PVD) com um sistema inovador de variação dinâmica da posição angular do substrato, que permite grande controle e ajustes na deposição de filmes finos. Uma vez validado o novo método de produção dos MXenes, amparado pelas caracterizações realizadas e entendimento dos fundamentos que regem a formação e propriedades dos materiais obtidos, como prova de princípio testaremos os materiais como unidades sensoriais em uma língua-eletrônica impedimétrica. Adicionalmente, faremos a modelagem computacional da deposição, e simulação termodinâmica para determinação das condições mais favoráveis para a formação de fases de interesse. Importante ressaltar que contaremos com a colaboração valorosa do Prof. Fernando Alvarez, conforme carta de apoio em anexo. Reiteramos que a determinação (e validação) de uma rota física para obtenção dos MXenes seria inédita, o que nos coloca em um lugar de destaque na área, com a solução de desafios teóricos e experimentais que perduram desde a criação destes materiais, amplificando o potencial de aplicação em diferentes áreas científicas e tecnológicas do conhecimento. (AU)

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