Sensores Nanoestruturados para monitorização in-situ de Compostos Orgânicos Voláteis: Incêndios extremos na Floresta Portuguesa

• Autor(a) principal: Morais, Marcelo Mendonça
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/158898
• topic: Incêndios extremos; Compostos Orgânicos Voláteis; Eucaliptol; α-Pineno; Nariz eletrónico; Espetroscopia de Impedância; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias

Os incêndios extremos são responsáveis pela perda de inúmeras vidas humanas e conti- nuam a ter um impacto significativo na biodiversidade dos ecossistemas. Estes fenómenos não estão, ainda, completamente compreendidos. No entanto, estudos recentes propõem um novo modelo que visa a compreensão dos mesmos, sugerindo que gases inflamáveis libertados pela própria vegetação, em particular, Compostos Orgânicos Voláteis (COV) comuns na fauna mediterrânica podem, sobre condições específicas, exibir uma natureza inflamável. Deste modo, se a sua concentração atinge um certo valor pode potenciar fon- tes de ignição de incêndios e provocar mudanças repentinas no comportamento do fogo. Surge então a necessidade de desenvolvimento de sistemas que permitam a monitori- zação destes compostos. O sistema de nariz eletrónico (e-nose), consiste num conjunto de sensores com especificidade parcial onde em conjunto com um sistema de reconhe- cimento de padrões apropriado, consegue reconhecer gases complexos. Neste trabalho, filmes finos de polielétrolitos(PAH, PEI, PSS e GO), Óxidos Metálicos(TiO2 e ZnO) e Na- notubos de Carbono(MWCNT e MWCNT-COOH) foram produzidos e testados . Estes filmes foram depositados sobre um substrato de cerâmica com elétrodos interdigitados de ouro através da técnica de Layer-by-layer e pulverização catódica. Diferentes concen- trações de eucaliptol e α-pineno, de 68 a 999 ppm, foram monitorizadas pelo conjunto de 10 sensores. A resposta obtida, resultante das interações entre os compostos e filmes pro- duzidos foi caracterizada através de espetroscopia de impedância. Os resultados obtidos foram posteriormente analisados com recurso ao método de análise de componentes prin- cipais (PCA). Para todas as concentrações testadas de ambos os compostos, os resultados indicam que a maioria dos sensores desenvolvidos permite distinguir várias concentra- ções de VOCs através da sua resposta elétrica. Para ambos os compostos, as componentes principais PC1 e PC2 permitiram explica a variância dos dados em 70%, para todos os sensores. O conceito do sistema de nariz electrónico, testado através de PCA, permitiu explicar pelo menos 50% da variância dos dados, com as componentes PC1 e PC2. Os filmes de TiO2(100%O2) e ZnO depositados via sputtering e os filmes de (PAH/MWCNT)5 e (PAH/MWCNT-COOH)5 produzidos através de LbL exibiram os melhores resultados para a molécula de Eucaliptol e α-Pineno, respetivamente.