Crescimento por CVD de camadas de grafeno/h-BN, caracterização estrutural e estudo da interação das camadas com a água

Resumo

Recentemente, a interação de grafeno com água, soluções iônicas e gases entrou em foco. Trabalhos da literatura argumentam sobre a fluidez anormalmente rápida da água sobre superfícies de grafíticas, assim como da alta seletividade do fluxo de íons em solução aquosa e de gases através de defeitos em membranas de óxido de grafeno e de grafeno. Esses temas deram lugar a pesquisas sobre aplicação grafeno na dessalinização da água, sobre sequenciamento de uma única molécula DNA, a separação de gases, etc. Os problemas relacionados com a propriedade hidrofóbica do grafeno e a "transparência" com relação à água do grafeno, são fortemente debatidos na literatura atual. Neste projeto pretendemos investigar sistematicamente a interação grafeno - água através de medidas de ângulo de contato, microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia Raman, microscopia óptica e FTIR. Serão comparadas as propriedades do grafeno aos dos materiais 2D estruturados de forma similar óxido de grafeno e nitreto de boro hexagonal (BN). A modulação da molhabilidade e da transparência de molhabilidade será investigada no caso das heteroestructuras grafeno / hBN. No Centro de Pesquisas em Grafeno da NUS será o trabalho será realizado em conjunto com o Grupo Nano/Bio que tem uma vasta expertise nessas medições e foi pioneiro na investigação sobre o transporte de íons e DNA através de nanoporos em membranas de grafeno. O conhecimento combinado será aplicado na investigação sobre detecção de uma única molécula ("biosensing") e filtragem de água. A primeira etapa do projeto será o desenvolvimento e implementação dos métodos de fabricação de filmes de BN de grande área, assim como como filmes de grafeno / hBN com interface pristina entre as duas camadas. A aplicação imediata deste trabalho será no projeto de sensores nanoporos para caracterização individual de moléculas e sequenciamento de DNA. (AU)