Eletrônica e Informática

Óxido de grafeno pode substituir transistores em biossensores

Novos materiais têm sido constantemente estudados e absorvidos por áreas ligadas à tecnologia. É o caso do grafeno, cuja aplicação na engenharia biomédica foi criativamente explorada por Nirton Vieira, professor do Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal de São Paulo (ICT/Unifesp). O pesquisador apostou em folhas de óxido de grafeno (GO) modificadas para substituir materiais tradicionais (como o sílicio) em transistores de efeito de campo (FET), dispositivos semicondutores responsáveis por controlar as correntes elétricas em circuitos integrados.

Em colaboração com colegas da Universidade de São Paulo (USP) – Campus São Carlos, Vieira tornou o óxido de grafeno condutor por meio de dois processos: redução com carga oposta e dopagem. No primeiro processo, há modificação das folhas com grupos amina. No segundo, é utilizada ureia artificial para incorporar nitrogênio ao material.

O grafeno é uma folha de carbono plana, altamente fina e resistente, sendo considerado o material mais fino do mundo. Consiste em uma estrutura em 2D de átomos de carbono obtidos do grafite, organizados em estruturas hexagonais, cuja altura é equivalente a um átomo. Cada camada dessa é conhecida por folha de grafeno.

O GO é isolante elétrico, mas quando essas camadas de grafeno são submetidas a tratamento químico, torna-se o oposto, um grande condutor. É justamente essa propriedade que posiciona o material obtido como um substituto à altura dos transistores, que modulam a condutividade em chips e circuitos integrados.

O FET foi aplicado como biossensor para detecção da proteína Cistatina C (um biomarcador de doença renal crônica) em urina sintética, identificando concentrações muito baixas – em torno de 5 nanogramas por mililitro. Aliado ao seu baixo custo, o bom desempenho indica que as novas folhas de GO podem ser exploradas em dispositivos eletrônicos com funcionalidades específicas. “São promissoras na fabricação de sensores e biossensores de baixo custo que dispensam etapas sofisticadas de microfabricação, com aplicação possível na detecção de doenças virais, como a covid-19, dengue e zika”, finaliza Vieira.

Pesquisa Óxido de grafeno desenvolvido na Unifesp portal

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