Desenvolvimento de sensores nanoestruturados baseados em compósitos de polianilina e óxido de grafenovisando o monitoramento de desreguladores endócrinos

• Autor(a) principal: Araújo, Gabriela Martins de [UNIFESP]
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
• Texto Completo: https://repositorio.unifesp.br/xmlui/handle/11600/63712
• topic: Polianilina; Óxido de grafeno; Compósitos; Eletrodos modificados; Sensores; Polyaniline; Graphene oxide; Modified electrodes; Composites

Eletrodos baseados em polímeros condutores como a Polianilina (PAni) e grafeno têm sido cada vez mais usados em aplicações como sensores e dispositivos de armazenamento de carga. Na fabricação de eletrodos visando a aplicação em sensores esses materiais compósitos apresentam efeito sinérgico com a redução da resistência elétrica, promovendo aumento da sensibilidade, além de ocasionar o deslocamento de potenciais, proporcionando melhor seletividade quando aplicados como materiais de sensores. Neste trabalho, compósitos de PAni com diferentes formas de grafeno foram preparados visando a modificação de eletrodos por diferentes métodos como camada a camada, eletropolimerização e serigrafia. O óxido de grafeno (GO) foi produzido pelo método Hummers modificado e, em seguida, reduzido com o agente redutor ácido ascórbico e sulfato de hidrazina. Os compósitos foram produzidos por polimerização química in situ variando as relações de massa de 1,0%, 2,5% e 5,0% de óxido de grafeno reduzido (rGO) em relação ao monômero de anilina. Os materiais derivados do grafite bem como os materiais compósitos foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier e espectroscopia Raman. Os resultados evidenciaram a formação dos materiais derivados do grafite bem como a dos compósitos a partir das bandas e picos característicos. Posteriormente, PAni e seus compósitos (PAni-X%rGO) foram utilizados para a modificação de substratos de vidro revestidos com óxido de estanho dopado com índio (ITO) por meio da técnica de camada a camada. Os substratos modificados foram caracterizados pelas técnicas de voltametria cíclica (CV), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), espectroscopia no ultravioleta-visível e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram o crescimento de filmes sobre o substrato revestidos com ITO, além de mostrar por análise eletroquímica que a concentração mais adequada é 1,0% de rGO na matriz polimérica, não alterando as propriedades redox da PAni. Eletrodos serigrafados flexíveis (SPE) também foram fabricados com tintas condutoras baseadas em misturas de resina alquídica (50%), grafite (45%) e PAni ou seus PAni-X%rGO (5,0%). No segundo método de modificação, o filme de PAni foi eletropolimerizado no SPE preparado usando uma tinta de grafite condutora (50%) dispersa em resina alquídica (50%) usando CV. Os filmes de PAni-GO foram preparados pela pré-dispersão do GO na solução de monômero, utilizando 2,5% e 5,0% em relação à anilina. Após a fabricação, os SPE modificados foram caracterizados por CV e EIS. Os resultados de CV para ambos os métodos de modificação dos SPE apresentaram picos característicos do comportamento redox da PAni, além dos resultados de EIS mostrarem uma diminuição significativa na resistência de polarização com o aumento da razão de massa GO ou rGO. Os resultados mostraram que o grafeno na matriz da PAni melhora o processo de transferência de carga. Assim, esses métodos desenvolvidos para produzir eletrodos baseados em compósitos de PAni e grafeno, com propriedades sinérgicas, é uma alternativa para aplicações como sensores na detecção do hormônio Progesterona e do pesticida Clorotalonil.