Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications

El grafè és un material de gran interès per a aplicacions biomèdiques, gràcies a l¿excel·lent combinació de les seves propietats mecàniques, òptiques i electro- químiques. Actualment, tot i que la tecnologia basada en grafè ha demostrat el seu potencial en el camp de la biomedicina, és necessari aprofundir en el coneixement sobre les interaccions que s¿estableixen entre aquest material i el medi que l¿envolta. Aquesta tesi doctoral es centra en l¿estudi dels fenòmens d¿interfície que poden regir el comportament dels dispositius de grafè, des de la seva síntesi fins l¿aplicació final. En relació a la síntesi escalable de grafè per a dispositius electrònics, s¿han preparat substrats reutilitzables, rígids i de baixa rugositat basats en coure. Aquests substrats es presenten com una alternativa prometedora a les làmines de coure, que actualment s¿utilitzen majoritàriament per la preparació de grafè. Els dispositius electrònics de grafè, quan s¿utilitzen per aplicacions biomèdiques, es troben en medi aquós (electròlit). En aquesta tesi, s¿estudien les interaccions grafè/substrat i grafè/electròlit i la seva influència en el comportament electroquímic dels dispositius SGFETs. Així mateix, s¿avalua l¿impacte del procés de fabricació a escala d¿oblia dels SGFETs en el seu rendiment. Especialment, es remarca la importància de preservar la superfície del grafè durant cada pas del procés per tal que el rendiment sigui òptim. Per a la fabricació de biosensors de grafè, cal funcionalitzar-lo. En aquesta tesi, es proposa un mètode basat en la sublimació en buit d¿un derivat del pirè, una molècula que pot ser dipositada a la superfície del grafè de manera controlada i reproduïble. Per a caracteritzar i quantificar la funcionalització, es desenvolupa una metodologia basada en tècniques espectroscòpiques i de microscopia de força atòmica. Els dispositius fabricats de grafè funcionalitzat demostren ser viables en diferents condicions de pH. Per tant, es demostra que el mètode de funcionalització proposat és prometedor i podria aplicar-se per la fabricació de sensors capaços de detectar una àmplia varietat de biomol·lècules, inclosos neurotransmissors. El grafeno, con una excelente combinación de propiedades mecánicas, ópticas y electroquímicas, es un material de gran interés para aplicaciones biomédicas. Actualmente, aunque la tecnología basada en grafeno ha demostrado su potencial en el campo de la biomedicina, es necesario más conocimiento sobre las interacciones que se e