Transferência direta a seco de grafeno-CVD para substratos poliméricos bidimensionais e tridimensionais

Resumo

O grafeno CVD é a fonte de grafeno mais adequada para aplicações em escalas industriais, uma vez que consegue-se obter grafeno com dimensões na ordem de centímetros, diferente do grafeno esfoliado que apresenta dimensões micrométricas. Pela primeira vez um projeto se dedica a processos de transferência de grafeno CVD para substratos bi e tridimensionais sem gerar nenhum tipo de dano ao grafeno (ruptura e/ou dobramentos) e com a exclusão da etapa de ataque químico do metal. A técnica que será usada e expandida neste projeto é a "Direct Dry Transfer - DDT" desenvolvida e patenteada em colaboração entre a Universidade Presbiteriana Mackenzie e a Universidade Nacional de Cingapura durante estágio de pesquisa no exterior (processo FAPESP 2012/17197-9) do prof. Guilhermino J. M. Fechine. Os grandes avanços dessa técnica inovadora são a possibilidade de transferência de grandes áreas de grafeno e o controle da quantidade de grafeno transferido para o substrato final. Este projeto utilizará parte da infraestrutura do projeto SPEC, "Grafeno: Fotônica e opto-eletrônica" (processo FAPESP 2012/50259-8) como base nas atividades de produção e caracterização do grafeno, o que acarretará numa grande diminuição do custo do mesmo. Em contrapartida, o domínio do processo de transferência de grafeno conduzirá a uma tecnologia mais apropriada a produção de dispositivos pretendidos pelo projeto SPEC e para outras diferentes áreas de aplicação do grafeno. Para um completo domínio da transferência do grafeno necessita-se o entendimento dos fenômenos que governam esse processo, principalmente, os que estão ligados diretamente a interface grafeno-polímero. A estratégia para resolver essa equação com grande número de variáveis é utilizar de procedimentos multidisciplinares que incluem: Cálculos teóricos e simulações da interface grafeno-polímero, propriedades de superfície (AFM, XPS, NEXAFS e ângulo de contato), ensaios reológicos e massa molar dos polímeros. Nesse projeto também serão usadas diferentes metodologias de processamento de polímeros a partir do material fundido para o processo de transferência DDT em duas e três dimensões. Com o objetivo de se obter um maior aprofundamento no nível das pesquisas aqui propostas, colaborações nacionais e internacionais farão parte deste projeto. Essas colaborações se estendem na área de síntese e transferência de grafeno (prof. Antônio H. C. Neto e prof. Barbaros Olzymaz - National University of Singapore) e avaliação da interface grafeno-polímero usando diferentes abordagens (prof. Daniel Weibel - UFRGS; Dr. Julio Criginski Cezar - LNLS, Prof. Michael Huggins - University of Wollongong / Austrália e prof. Loic Hugues G. Hilliou - Universidade do Minho / Portugal). (AU)