BR102014025271A2 - deposição de folhas de oxido de grafeno com metais co-depositados sobre substratos semicondutores ou inertes através de uma solução aquosa em meio ácido por meio de processo eletroforético - Google Patents
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Abstract
1/1 resumo deposição de folhas de oxido de grafeno com metais codepositados sobre substratos semicondutores ou inertes através de uma solução aquosa em meio ácido por meio de processo eletroforético representado por uma solução inventiva no setor de medicina, notadamente em biotecnologia, e ainda no setor eletrônico, mais especificamente no campo de sensores eletrônicos, onde a introdução do novo procedimento é uma alternativa a consagrada técnica de eletrodeposição do grafeno, antecipada no estado da técnica, sendo distintiva por permitir a manufatura de aparelhos e ou sensores eletrônicos providos de maior confiabilidade e de melhor desempenho, onde para tal dito procedimento abraça logica balizada em tornar capacitivo um substrato semicondutor ou inerte, via oxidação de metais em meio aquoso direcionando os íons oriundos da oxidação para o substrato juntamente com oxido de grafeno que se encontra em suspensão.
Description
"DEPOSIÇÃO DE FOLHAS DE OXIDO DE GRAFENO COM METAIS CO-DEPOSITADOS SOBRE SUBSTRATOS SEMICONDUTORES OU INERTES ATRAVÉS DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA EM MEIO ÁCIDO POR MEIO DE PROCESSO ELETROFORÉTICO" TERMINOLOGIA
[1] Para fins de melhor entendimento da matéria revelada e reivindicada no presente pedido de patente, é apresentado o significado de alguns termos ricamente citados no corpo do relatório descritivo, onde: [2] - Grafeno: é uma folha plana de átomos de carbono em li- gação sp2 densamente compactados e com espessura de apenas um átomo, reunidos em uma estrutura cristalina hexagonal.
[3] - Eletroforese: é definido como sendo a migração de es- pécies carregadas eletricamente, que ocorre quando as mesmas são dissolvidas ou suspensas em um eletrólito, através do qual uma corrente elétrica é aplicada.
CAMPO DE APLICAÇÃO
[4] A presente patente de invenção de titulo em epigrafe e objeto de descrição e reivindicação nesta cártula trata de uma solução inventiva que encontra destacado beneficio no setor de medicina, notadamente em biotecnologia, e ainda no setor eletrônico, mais especificamente no campo de sensores eletrônicos.
DEMANDA DO INVENTO
[5] Tendo em vista o campo de aplicação, o requerente identificou a necessidade de prover equipamentos e aparelhos na área de medicina, biotecnologia e ainda na área eletrônica, notadamente de sensores eletrônicos, provida de maior confiabilidade e desempenho diferenciado.
REQUISITOS DO INVENTO
[6] Em consonância com a demanda do invento o requerente idealizou a inédita técnica de "DEPOSIÇÃO DE FOLHAS DE OXIDO DE GRAFENO COM METAIS CO-DEPOSITADOS SOBRE SUBSTRATOS SEMICONDUTORES OU INERTES ATRAVÉS DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA EM MEIO ÁCIDO POR MEIO DE PROCESSO ELETROFORÉTICO" provida de novidade associada de atividade inventiva, pois não decorre de maneira óbvia ou evidente de outras técnicas antecipadas pelo estado da técnica, conferindo vantagens dos pontos de vista industrial, comercial e técnico.
[7] Em adição o "invento" é provido de aplicabilidade indus- trial, sendo economicamente viável e, portanto, atendendo ao rigor dos requisitos de patenteabilidade, notadamente como patente de invenção, conforme disposto nos ditames dos artigos 8o e 13 ° da Lei 9.279.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
[8] A fim de propiciar veracidade, e consolidar o contexto explicitado nos tópicos do quadro introdutório será apresentada uma explanação sobre o estado da técnica para técnicas de eletrodeposição de grafeno, onde após análise critica destes, uma vez avaliados por técnicos no assunto, poderão identificar seus aspectos limitantes, consolidando assim a identificação da demanda previamente citada.
[9] Da técnica convencional: em apertada sintese é preparada uma solução de grafeno em meio inerte, onde esse grafeno re- cebe um tratamento de superfície, por deposição de metais onde para tal e usada uma fonte de energia. Esse processo pode ser entendido como sendo "depositivo".
[10] Por sua vez esse processo "depositivo" é concretizado pelo uso de dois eletrodos, notadamente eletrodos de aço inox.
[11] Pesquisas em banco de dados de patentes é reveladora de que existem técnicas de eletrodeposição de grafeno, sendo que dentre inúmeros documentos de patentes, merece destaque a patente americana US20110227000 e ainda o documento de patente US20013024003 que revela um método para obter um eletrodo baseado técnica de deposição por eletrodeposição.
[12] C. Identificação dos problemas: em particular para a pa- tente US20013024003 a análise crítica do mesmo revela que a não é usual para o uso do silício, posto que o mesmo sofre oxidação durante o processo de eletrodeposição.
PROPOSTA DO INVENTO
[13] a. Obj etivo: é um objetivo do presente invento ofertar ao setor de medicina, biotecnologia e ainda ao setor eletrônico uma alternativa a técnica de eletrodeposição do grafeno, que permita a obtenção de novos aparelhos e ou sensores eletrônicos providos de maior confiabilidade e de melhor desempenho .
[14] b. Característica distintiva: para tornar exequível o objetivo do invento, foi idealizada uma nova técnica de deposição de folhas de oxido de grafeno, que faz uso de processo tecnicamente conhecido como eletroforese, alternativa portanto ao já consagrado processo de eletrodeposição.
[15] Em complemento a técnica de deposição de folhas de oxido de grafeno é realizada com a associação de metais co-depositados sobre substratos semicondutores ou inertes através de uma solução aquosa em meio ácido.
[16] Para tornar exequível essa nova técnica é definido um terceiro elemento em adição aos dois elementos eletrodos usados na técnica convencional de eletrodeposição.
[17] Esse terceiro elemento é composto de silica, vidro ou ainda polímero.
[18] c. Efeito técnico desejado: tornar capacitivo um subs- trato semicondutor ou inerte, via oxidação de metais em meio aquoso direcionando parte dos íons oriundos da oxidação para o substrato juntamente com oxido de grafeno que se encontra em suspensão.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[19] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial forma de realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um jogo de desenhos, onde : [20] A figura .1 é uma representação ilustrativa da técnica de eletrodeposição de grafeno, conhecida do estado da técnica; e [21] A figura .2 é uma representação ilustrativa da técnica de eletroforese de grafeno, que baliza a inédita técnica de deposição de oxido de grafeno objeto de reivindicação.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[22] A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referência aos desenhos apresentados, representando o estado da técnica para deposição de grafeno por eletrodepo-sição e em complemento é revelada a técnica de deposição de oxido de grafeno por eletroforese, não sendo intencionado a limitar o escopo do invento, este sim limitado apenas ao explicitado no quadro reivindicatório.
[23] a. Estado da técnica: tal como evidenciado na figura .1, a técnica de eletrodeposição de grafeno é em apertada síntese obtida através da imersão de eletrodos de aço inox (a) e grafite (b) em solução, caracterizando-se assim por uma técnica "depositiva".
[24] b. Da técnica inventiva: consiste em depositar folhas de oxido de grafeno em suspensão aguosa com metais co-depositados, sobre superfícies não condutoras ou ainda semi-condutoras, caracterizando-se assim por uma técnica "indutiva" ;
[25] Tal como evidenciado na figura .2, essa técnica inédita é realizada através do uso de recipiente (Re) de vidro ou plástico e seque os seguintes passos de preparo: [26] Passo .1 No interior do recipiente (Re)é preparada onde é preparada uma solução aquosa (So), notadamente com água destilada ou deionizada;
[27] Passo .2 Formação de uma mistura, com a adição de uma solução contendo folhas de oxido de grafeno em suspensão aquosa, em especifico é adicionada de 5 a 500 ml/1 em suspensão aquosa de concentração variante de 0,5 a 10g/l.
[28] Passo .3 Acidificação da mistura, onde a mistura obtida o passo .2 é acidificada com ácido sulfúrico (H2S04) de pure- za CMOS - grau de pureza, (P.A. - tipo Merk, ou pureza de grau eletrônico) até obter acidez com pH 1,5 (1-4), obtendo assim uma solução acidificada (So);
[29] Passo .4 Introdução da chapa provida de um magneto revestido com teflon no interior do recipiente (Re);
[30] Passo .5 Preparo da deposição, onde no interior no recipiente (Re) é depositada uma chapa provida de um magneto revestido com teflon que fica imerso na solução acidificada (So) ;
[31] Passo .6 Agitação magnética da chapa com magneto, durante o processo de deposição de oxido de grafeno com co-deposlção de metais, realizada através de dois eletrodos metálicos (1) e (2) , que podem ser de cobre (Cu) , ouro (Au) , Prata (Ag), platina (Pt), Niquel (Ni), Aluminio (Al), Estanho (Sn) , ou em apertada sintese, toda sorte de metal que sofra oxidação em meio aquoso mediante a passagem de corrente elétrica e que permita fluxo de elétrons e ions. Para efeito do experimento realizado foram definidos dois eletrodos de aço (1) e (2)de aço inox 316-L, imersos na solução acidificada (So) e que ficam distantes entre si entre 1 e 10 cm, preferencialmente 2 cm. Alternativamente o eletrodo (2) pode ser confeccionado em titânio platinado ou ainda em grafite;
[32] Passo .7 Conexão entre eletrodos, onde através de uma fonte de corrente continua (DC) é conectado o polo positivo ( + ) em um dos eletrodos (1) ao polo negativo (-) do outro eletrodo (2). A corrente utilizada é da ordem de 100, 50, 25 e 5 miliamperes (mA) podendo variar entre 1 m/a até uma unidade de Amper (A) e a voltagem utilizada é de 30, 15, 10 e 5 volts (V), respectivamente;
[33] Passo .8 Montagem do substrato (3), tal como uma placa de silicio, onde é depositado o oxido de grafeno com metal (is) co-depositado(s), onde esse fica anexo ao eletrodo (1) de polo positivo ( + ) . Alternativamente ao silicio, o substrato (3) pode ser confeccionado em vidro ou polímero; e [34] Passo .9 Tempo de exposição, permanência da amostra na solução durante a passagem da corrente, que pode variar de 5 a 120 minutos.
[35] A escolha da forma de realização preferida do invento objeto de reivindicação nesta cártula, descrita neste tópico de detalhamento é fornecida apenas a título de exemplo. Alterações, modificações e variações podem ser realizadas para outras quaisquer formas de realização do da nova técnica de deposição de oxido de grafeno por eletroforese, onde alterações essas que podem ser idealizadas por aqueles com habilidade na arte sem, no entanto divergir do objetivo revelado no pleito da presente patente, o qual é exclusivamente definido pelas reivindicações anexas.
[36] Verifica-se pelo que foi descrito e ilustrado que o "DEPOSIÇÃO DE FOLHAS DE OXIDO DE GRAFENO COM METAIS CO-DEPOSITADOS SOBRE SUBSTRATOS SEMICONDUTORES OU INERTES ATRAVÉS DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA EM MEIO ÁCIDO POR MEIO DE PROCESSO ELETROFORÉTICO" ora reivindicado se enquadra às normas que regem a patente de invenção à luz da Lei de Propriedade Industrial, merecendo pelo que foi exposto e como consequência, o respectivo privilégio.
REIVINDICAÇÃO
Claims (9)
- Ia) " DEPOSIÇÃO DE FOLHAS DE OXIDO DE GRAFENO COM METAIS CO-DEPOSITADOS SOBRE SUBSTRATOS SEMICONDUTORES OU INERTES ATRAVÉS DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA EM MEIO ÁCIDO POR MEIO DE PROCESSO ELETROFORÉTICO", cujo processo é caracterizado pelos passos sequenciais: Passo .1 No interior do recipiente (Re)é preparada onde é preparada uma solução aquosa (So), notadamente com á-gua destilada ou deionizada; Passo .2 Formação de uma mistura, com a adição de uma solução contendo folhas de oxido de grafeno em suspensão aquosa, em especifico é adicionada de 5 a 500 ml/1 em suspensão aquosa de concentração variante de 0,5 a 10g/l.
- Passo .3 Acidificação da mistura, onde a mistura obtida o passo .2 é acidificada com ácido sulfúrico (H2S04) de pureza CMOS - grau de pureza, (P.A.
- -
- tipo Merk, ou pureza de grau eletrônico) até obter acidez com pH 1,5 (1-4), obtendo assim uma solução acidificada (So); Passo .4 Introdução da chapa provida de um magneto revestido com teflon no interior do recipiente (Re); Passo .5 Preparo da deposição, onde no interior no recipiente (Re) é depositada uma chapa provida de um magneto revestido com teflon que fica imerso na solução acidificada (So) ; Passo .6 Agitação magnética da chapa com magneto, durante o processo de deposição de oxido de grafeno com co-deposição de metais, realizada através de dois eletrodos metálicos (1) e (2), que podem ser de cobre (Cu) , ouro (Au), Prata (Ag), platina (Pt), Níquel (Ni), Aluminio (Al), Estanho (Sn), ou em apertada sintese, toda sorte de metal que sofra oxidação em meio aquoso mediante a passagem de corrente elétrica e que permita fluxo de elétrons e ions .
- Para
- efeito do experimento realizado foram definidos dois eletrodos de aço (1) e (2)de aço inox 316-L, imersos na solução acidificada (So) e que ficam distante entre si entre 1 e 10 cm, preferencialmente 2 cm.
- Alternativamente
- o eletrodo (2) pode ser confeccionado em titânio platinado ou ainda em grafite; Passo .7 Conexão entre eletrodos, onde através de uma fonte de corrente continua (DC) é conectado o polo positivo (+) em um dos eletrodos (1) ao polo negativo (-) do outro eletrodo (2), onde a corrente utilizada é da ordem de 100, 50, 25 e 5 miliamperes (mA) podendo variar entre 1 m/a até uma unidade de Amper (A) e a voltagem utilizada é de 30, 15, 10 e 5 volts (V), respectivamente, Passo .8 Montagem do substrato (3), tal como uma placa de silício, onde é depositado o oxido de grafeno com metal (is) co-depositado(s) , onde esse fica anexo ao eletrodo (1) de polo positivo ( + ) .
- Alternativamente ao silício, o substrato (3) pode ser confeccionado em vidro ou polímero; Passo .9 Tempo de exposição, permanência da amostra na solução durante a passagem da corrente, que pode variar de 5 a 120 minutos.
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| BR102014025271B1 (pt) | 2021-11-09 |
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