Explorando o grafeno induzido por laser e o efeito SERS no desenvolvimento de sensores sustentáveis

• Processo: 23/10098-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Carlos José Leopoldo Constantino
• Beneficiário: Rogério Miranda Morais
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/01337-6 - Eletrodos de Zinco e Cobre Biodegradáveis para Sensores em Detecção de Poluentes, BE.EP.PD
• Assunto(s): Física de materiais Grafenos Poluentes Sensores Espectroscopia Raman amplificada por superfície
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: EGGFETs | Grafeno | poluentes | Sensores | Sers | Física dos Materiais

Resumo

Esta proposta visa desenvolver dispositivos sensores ambientalmente sustentáveis, combinando medidas elétricas e ópticas alinhadas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS). Será realizado um estudo para explorar o uso do papel como substrato na fabricação de eletrodos e camada ativa de grafeno para aplicação em EGGFETs (Electrolyte-Gated Graphene Field Effect Transistor), em conjunto com o efeito SERS (Surface-enhanced Raman Scattering) para detecção de poluentes. Os EGGFETs serão fabricados usando técnicas de processamento a laser, com eletrodos de fonte, dreno e gate de grafeno induzidos por laser (LIG - Laser Induced Graphene) e camada ativa de óxido de grafeno reduzido por laser (LrGO - Laser Reduced Graphene Oxide). Soluções aquosas serão utilizadas como eletrólitos nos dispositivos. Também será investigada a incorporação de nanopartículas metálicas na camada ativa, buscando obter o sinal SERS e permitir medidas elétricas e ópticas simultâneas. A viabilidade da análise simultânea será testada em sensores EGGFETs aplicados na detecção do corante índigo, amplamente utilizado em diversos setores e frequentemente descartado no meio ambiente. Serão realizadas caracterizações dos parâmetros elétricos e ópticos dos dispositivos considerando diferentes concentrações do corante no eletrólito. Espera-se que a obtenção simultânea de medidas dos EGGFET e medidas SERS proporcione maior sensibilidade, seletividade e informações complementares durante o funcionamento do dispositivo. Após dominar as técnicas de detecção do corante índigo usando o acoplamento simultâneo EGGFET/SERS, essas técnicas poderão ser estendidas a outros tipos de poluentes ou contaminantes. Esta proposta está vinculada ao Projeto Temático FAPESP 2018/22214-6, intitulado "Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico", permitindo a incorporação de análise de dados por inteligência artificial. Também está previsto um estágio BEPE junto ao Grupo do Professor Roberto Rella no "Instituto per la Microelettronica e Microsistemi", "Consiglio Nazionale delle Ricerche", em Lecce, Itália. (AU)