(dr) Monash University
Textura do filtro de fibra de grafeno
Até onde vão os limites físicos do grafeno? Uma equipa de cientistas do Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia (INL), em Braga, respondeu a esta questão e desafiou-os.
Uma equipa de investigadores dos Departamentos de Materiais Quânticos e de Materiais para a Energia, e de Ciências da Vida do INL – Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia, em Braga, conseguiu aumentar a sensibilidade de bio-transístores de efeito de campo de grafeno de um fator de 1000.
Na prática, os cientistas conseguiram aumentar 1000 vezes os limites desta forma de carbono relativamente ao que se tinha alcançado até agora, ou seja, alargaram o limite da deteção de moléculas-alvo e da sensibilidade de transístores à base de grafeno. Os resultados foram recentemente publicados na Applied Surface Science e na ACS Sensors.
Este passo em frente pode contribuir para novas utilizações do grafeno, como em biossensores, por exemplo. No entanto, os objetivos deste trabalho eram outros.
Ao Público, Pedro Alpuim, físico do INL e professor na Universidade do Minho, contou que “o primeiro objetivo era demonstrar que uma tecnologia baseada em transístores de grafeno podia superar largamente as tecnologias comerciais usadas hoje em dia para biossensores”.
Esta equipa tinha ainda de detetar moléculas-alvo de um antigénio num projeto científico sobre a deteção da transformação hemorrágica precoce da isquemia cerebral. Segundo o jornal, a mesma deteção também foi feita num projeto sobre a análise de castas de vinho, neste caso, numa sequência de 25 nucleótidos de uma casta de vinho do Porto.
O primeiro passo dos cientistas foi obter grafeno através de uma técnica de deposição química de valores, a única disponível (pelo menos, até agora) para conseguir grafeno à escala das dezenas de centímetros.
De seguida, a equipa de Pedro Alpuim transferiu esse grafeno para “bolachas” de silício de 200 milímetros onde são fabricados transístores. Durante esta experiência, foram também imobilizadas sondas biomoleculares na superfície do grafeno.
Por último, numa gota de uma solução de cinco microlitros, modulou-se a resposta elétrica dos transístores através das reações químicas das sondas biomoleculares com as moléculas-alvo – e foi neste último passo que se detetaram as moléculas.
Durante estas fases, os cientistas baixaram as concentrações de moléculas de ADN até não se conseguirem detetar mais. A menor concentração foi de 6000 moléculas por mililitro, um recorde.
Estabelecido um novo limite de deteção de moléculas-alvo, fizeram-se testes a uma sequência de ADN com um erro. “O novo biossensor foi capaz de distinguir entre as sequências com e sem o erro”, indica em comunicado o INL.
Isto significa que se alcançou um novo recorde no limite da deteção de uma sequência de ADN através da utilização de transístores de grafeno, assim como da sensibilidade (menor variação da concentração de moléculas-alvo que o transístor consegue distinguir) dos dispositivos.
Até agora, o limite físico da deteção era de seis milhões de moléculas por mililitro. Agora, é de 6000 moléculas por mililitro – os cientistas conseguiram aumentar 1000 vezes os limites físicos do grafeno.
“Este trabalho mostra que o grafeno pode estar por trás de uma nova geração de tecnologias de biossensores“, considera Pedro Alpuim.
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