Desenvolvimento de tecnologias para sensoriamento de gases utilizando folhas nanométricas de grafite

• Processo: 09/00045-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2009
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Materiais Elétricos
• Pesquisador responsável: Stanislav Moshkalev
• Beneficiário: Francisco Paulo Marques Rouxinol
• Instituição Sede: Centro de Componentes Semicondutores (CCS). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Grafenos Sensores de gases
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização elétrica e estrutural | Fib | Grafeno | Grafite ultrafino | Materiais nanoestruturados | micro-Raman e AFM | Nano-fabricação | Sensores de gás | Nano-dispositivos eletrônicos

Resumo

Este projeto visa o desenvolvimento de um conjunto de técnicas para fabricação de dispositivos baseados em folhas nanométricas de grafite (GNL), e o estudo de suas propriedades físicas e químicas. O objetivo principal é o estabelecimento de uma plataforma de sensores para a detecção de gases, tais como H2, NH3, CO, CO2 e H2S, presentes em alguns processos industriais e no meio ambiente, com precisão, seletividade e reprodutibilidade. Serão desenvolvidos sensores tipo FET e/ou resistor químico, empregando GNL obtidos por processos físicos e químicos. De modo geral, quando um determinado gás entra em contato com a superfície das GNL, há uma modificação da condutividade elétrica das GNL, pela interação com o gás, sendo o monitoramento dessa grandeza física uma ferramenta para a de detecção de gases, bem como para a quantificação de seu fluxo num determinado ambiente. Para uma possível melhora na seletividade e sensibilidade dos dispositivos, as GNL serão decoradas com partículas de metais e óxidos, que quando incorporados na superfície das GNL, induzem modificações na sua estrutura eletrônica, com a introdução ou remoção de portadores de carga, bem como permitem uma maior interação da partícula com as moléculas dos gases a elas expostas, por processos de difusão, interação química ou física e até mesmo catálise, que resultam num aumento da sensibilidade da estrutura à presença de gases. Utilizando-se de um ciclo de tecnologias existentes no CCS/Unicamp e laboratórios em que o proponente e o supervisor têm colaboração, esperamos obter dispositivos que permitam a quantificação de gases diversos com boa sensibilidade, seletividade e também com reprodutibilidade após vários ciclos de operação.