Trabalho é parte da tese de doutorado de Letícia M. M. Ferro.
Capa da edição 29 (volume 33) da Advanced Materials. Na arte, uma imagem de microscopia eletrônica de varredura do transistor eletroquímico orgânico foi utilizada. A imagem original foi adquirida de elétrons secundários e retroespalhados, usando detectores combinados que apresentam, respectivamente, saturação de azul e alaranjado. Os neurônios e as sinapses foram inseridos no pós-processamento para aludir à detecção do neurotransmissor dopamina.
O artigo científico “Ultrahigh-gain organic electrochemical transistor chemosensors based on self-curled nanomembranes”, foi destaque de capa da edição publicada em julho de 2021, de uma das mais prestigiadas revistas científicas das áreas de química e física de materiais funcionais, a Advanced Materials.
Publicado na edição 29, volume 33, da revista, o trabalho apresenta a concepção, caracterização e aplicação de novas plataformas de transistores orgânicos eletroquímicos tridimensionais (3D) ultracompactos.
A novidade da arquitetura dos transistores orgânicos decorre da utilização de nanomembranas autoenroladas para estudar a influência do confinamento dos eletrodos, do filme fino orgânico e do eletrólito no desempenho do transistor. A arquitetura miniaturizada do dispositivo desenvolvido permite sua integração em um chip, com volume de amostragem de poucos picolitros. Tal aspecto intensifica o campo elétrico e o transporte de íons no dispositivo, garantindo um ambiente bem controlado para análises complexas.
Para completar a arquitetura, o semicondutor orgânico foi selecionado a dedo para garantir a ocorrência de processos de dopagem por efeito de campo (acúmulo de cargas/íons na interface canal/eletrólito) e eletroquímica (íons penetrando no filme orgânico). Essas características resultaram em tensões operacionais mais baixas, nas respostas mais rápidas e na maior amplificação de sinal nos novos dispositivos 3D. Além disto, essas vantagens foram exploradas para monitorar a oxidação de uma biomolécula, o neurotransmissor dopamina, cuja concentração em organismos humanos pode estar relacionada ao desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. Todas essas descobertas destacam o potencial dos transistores orgânicos 3D para o avanço das tecnologias atuais de detecção e sensoriamento em interfaces bioquímicas on-a-chip.
O trabalho, conduzido pelos pesquisadores Letícia Mariê Minatogau Ferro e Dr. Leandro Mercês, sob a supervisão do Prof. Dr. Carlos César Bof Bufon, é parte da pesquisa de doutorado de Letícia pelo Instituto de Química (IQ) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). A pesquisa foi realizada no Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas-SP. O apoio de todo o corpo técnico do LNNano/CNPEM, em especial do Davi Camargo, do Leirson Palermo e do Dr. Élcio Pires, foi fundamental para que o trabalho ganhasse forma. A pesquisa foi financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), e pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Artigo científico disponível: https://doi.org/10.1002/adma.202101518