Pontos quânticos de grafeno (GQDs) surgiram como materiais promissores para diversas aplicações devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas únicas. Recentemente, pesquisas mostraram que os GQDs têm grande potencial como novos sensores de campo magnético. Aqui está uma visão geral de suas propriedades e como elas podem ser utilizadas para detecção de campo magnético:

Propriedades dos pontos quânticos de grafeno:
Os GQDs são pequenos, normalmente com menos de 10 nanômetros de tamanho, e consistem em algumas camadas de grafeno. Eles exibem muitas propriedades notáveis, incluindo:
- Alta relação superfície-volume: Esta propriedade permite que os GQDs interajam fortemente com o ambiente circundante, tornando-os sensíveis a estímulos externos.
- Estrutura eletrônica ajustável: O bandgap dos GQDs pode ser modificado variando seu tamanho, forma e composição química, permitindo capacidades personalizadas de detecção de campo magnético.
- Fortes efeitos de confinamento quântico: O confinamento quântico dos portadores de carga nos GQDs confere-lhes propriedades ópticas e eletrônicas únicas, que podem ser exploradas para fins de detecção.

Detecção de campo magnético com GQDs:
GQDs podem ser empregados para detecção de campo magnético com base em vários mecanismos:
- Efeito magnetofotoluminescência (MPL): A aplicação de um campo magnético pode alterar as propriedades de fotoluminescência (PL) dos GQDs. O campo magnético afeta os níveis de energia eletrônica e os processos de recombinação, levando a alterações na intensidade ou comprimento de onda do PL. Ao monitorar essas alterações de PL, a presença e a força de um campo magnético podem ser detectadas.
- Efeito de resistência magnética (MR): A resistência dos GQDs pode ser influenciada pela presença de um campo magnético. Este efeito MR surge da modulação da mobilidade dos portadores de carga e do transporte dependente de spin dentro da estrutura GQD. Ao medir as variações de resistência, os campos magnéticos podem ser detectados e quantificados.
- Aprimoramento de contraste em ressonância magnética (MRI): Os GQDs podem ser funcionalizados com agentes de contraste de ressonância magnética para aumentar o contraste das imagens de ressonância magnética. As propriedades magnéticas dos GQDs permitem-lhes interagir com o campo magnético circundante e influenciar os tempos de relaxamento dos prótons da água nos tecidos. Isto permite a detecção de campos magnéticos em sistemas biológicos e fornece informações sobre processos fisiológicos.

Aplicações de sensores de campo magnético baseados em GQD:
O desenvolvimento de sensores de campo magnético baseados em GQD abriu várias aplicações potenciais em diversos campos:
- Imagens biomédicas: Os GQDs podem ser usados ​​como agentes de contraste de ressonância magnética para melhorar a detecção de tumores, vasos sanguíneos e outras estruturas biológicas. Sua sensibilidade ao campo magnético permite recursos aprimorados de imagem em diagnósticos médicos.
- Exploração geofísica: Sensores baseados em GQD podem ser empregados em levantamentos geofísicos para detectar e medir campos magnéticos na crosta terrestre. Esta informação é valiosa para a compreensão de estruturas geológicas e exploração mineral.
- Controle de qualidade industrial: Os GQDs podem ser integrados a sensores para monitoramento e controle de campos magnéticos em processos industriais, garantindo o bom funcionamento de máquinas e equipamentos.
- Mapeamento de campo magnético: Os sensores GQD podem ser usados ​​para criar mapas detalhados de campos magnéticos, fornecendo insights sobre fenômenos magnéticos em diversas aplicações científicas e de engenharia.

A pesquisa e o desenvolvimento de sensores de campo magnético baseados em GQD estão evoluindo rapidamente, oferecendo avanços promissores em tecnologias de detecção e possibilitando novas possibilidades em vários campos. As propriedades únicas dos GQDs e sua sensibilidade aos campos magnéticos os tornam adequados para uma ampla gama de aplicações, desde diagnósticos biomédicos até controle de qualidade industrial e exploração geofísica.