Biocélula a combustível <i>on-chip</i> utilizando folhas individuais de grafeno

Abstract

DedicatóriaReservo esse espaço valioso para dedicar esse trabalho a minha família, sem a qual o seu apoio esse caminho não seria possível. Aos meus pais Rui Alberto Iost e Ana Fátima Michelin Iost, a minha irmã Simone Michelin Iost Giovani pelo apoio em todas as etapas da minha vida.A minha família pela convivência, muito mais do que especial para mim. Aos primos com quem desfruto de ótimos momentos: Matheus Paiola, Lais Paiola e Rodrigo Pimenta,Cristiano Iost e Aline Picelli, Sandro Lourenço do Prado.Aos meus amigos da república com quem eu convivi e pude desfrutar de grandes alegrias e momentos de descontração, crescimento pessoal e experiências: Vitor Nunes, Antônio Roseli Sanches e a todos do grupo Paz e Harmonia, muito obrigado pelos conselhos e pela orientação. AgradecimentosAo prof. Dr. Frank Nelson Crespilho pela orientação não somente durante o meu doutoramento mas desde o início da minha carreira científica no grupo de Polímeros Prof.Bernhard Gross, no Instituto de Física de São Carlos. O apoio científico, as discussões e o acompanhamento de perto nos projetos de pesquisa tanto no Brasil quanto no exterior foram de extrema importância para a minha formação acadêmica.O meu muito obrigado à Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelas bolsas concedidas de doutorado (2012/15442-6) e bolsa de estágio de pesquisa no exterior (BEPE, 2013/15433-0) e apoio financeiro para realização dos projetos de pesquisa.Ao Prof. Dr. Klaus Kern, professor da Ècole Politechnique na Suíça e diretor do Instituto Max Planck e ao orientador no exterior e líder de grupo Dr. Kannan Balasubramanian pela disposição, dedicação e pela oportunidade de trabalhar em um instituto de excelência em pesquisa na área de dispositivos eletrônicos. As reuniões e discussões foram uma bagagem única na minha formação como pesquisador. Muito obrigado pela oportunidade.Aos professores do Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP) pela minha formação profissional, pela ajuda e conselhos em alguns momentos do curso que foram muito importantes para mim. "importante não é ver o que ninguém nunca viu, mas sim, pensar o que ninguém nunca pensou sobre algo que todo mundo vê" Arthur Schopenhauer ResumoA miniaturização de uma biocélula a combustível (BC) enzimática de glicose/O 2 para aplicação em dispositivos bioeletrônicos implantáveis representa um grande desafio em eletroquímica moderna. Isso porque é preciso desenvolver bioeletrodos com alta atividade bioeletrocatalítica, com enzimas fortemente ligadas a superfície eletródica. Além disso, o próprio processo de micromanipulação é desafiador, uma vez que é desejável obter biocélulas miniaturizadas e com alta densidade de potência. Para isso, desenvolveram-se bioânodos e biocátodos compostos por folhas de grafeno individuais modificadas com as enzimas glicose desidrogenase (GDh) e bilirrubina oxidase (BOx), respectivamente. Eletrodos de grafeno com área de 10 -3 cm 2 e espessura de 0,9 ± 0,2 nm foram utilizados em um microchip de Si/SiO 2 .Observou-se que o grafeno transferido par...