Sensores semicondutores poliméricos planares para detecção de amônia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Hadano, Fábio Seiti
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4820
Resumo: Este trabalho tem como objetivo construir, caracterizar e otimizar dispositivos para a detecção de amônia em um ambiente utilizando polianilina como camada sensível aliada ao óxido de grafeno reduzido para o aumento do desempenho do sensor elétrico. A arquitetura do dispositivo tem sua base composta por uma resina fenólica revestida com uma camada de cobre gravada com uma geometria baseada em um arranjo de eletrodos interdigitados. Sobre esta estrutura, é depositada a solução do compósito entre polianilina e óxido de grafeno reduzido para a formação da camada sensível do sensor. Estudos de absorbância e de microscopia foram realizados para averiguar a camada depositada, bem como medidas elétricas para verificar as interações entre os dois materiais. Testes com os sensores foram realizados em um ambiente fechado para avaliar o desempenho do dispositivo em sua aplicação final. O dispositivo apresentou uma melhora no desempenho quando adicionado óxido de grafeno reduzido à matriz do polímero, com uma redução nos tempos de resposta, aumento da sensibilidade e capacidade de retornar aos valores de linha base. A arquitetura proposta neste trabalho apresentou um desempenho competitivo com relação a outros dispositivos presentes na literatura que fazem uso de materiais com custos muito superiores aos utilizados nesta pesquisa, como eletrodos de ouro, prata e platina, bem como técnicas mais refinadas, o que acaba elevando o custo do produto final.
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Estudos de absorbância e de microscopia foram realizados para averiguar a camada depositada, bem como medidas elétricas para verificar as interações entre os dois materiais. Testes com os sensores foram realizados em um ambiente fechado para avaliar o desempenho do dispositivo em sua aplicação final. O dispositivo apresentou uma melhora no desempenho quando adicionado óxido de grafeno reduzido à matriz do polímero, com uma redução nos tempos de resposta, aumento da sensibilidade e capacidade de retornar aos valores de linha base. A arquitetura proposta neste trabalho apresentou um desempenho competitivo com relação a outros dispositivos presentes na literatura que fazem uso de materiais com custos muito superiores aos utilizados nesta pesquisa, como eletrodos de ouro, prata e platina, bem como técnicas mais refinadas, o que acaba elevando o custo do produto final.This work’s main goal is to build, characterize and improve devices for the detection of ammonia in a given ambient using polyaniline as the sensitive layer allied with reduced graphene oxide to improve the sensor’s performance. The architecture of the device is based on a dielectric phenolic resin coated with an interdigitated electrode array made of copper. On this electrode array, a sensitive layer composed between polyaniline and reduced graphene oxide is deposited. Absorbance and microscopy studies were done in order to study the thin film behavior, as well as electrical measurements to analyze the interaction between both materials. Tests using ammonia were carried on a closed ambient chamber in order to evaluate the sensor’s performance. The device presented an improvement when rGO was added into the polymer’s matrix, where a reduction in response time, an increase in sensibility and the capability to return to its baseline were noticed. The proposed architecture showed promising results performance-wise when compared to other sensors published in the literature that uses more expensive materials like gold, silver and platinum electrodes as well as more refined techniques that results in an increase in the device’s final cost.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS::MATERIAIS E COMPONENTES SEMICONDUTORESEngenharia ElétricaDetectoresHidrocarbonetos - Aplicações industriaisAmônia - Aplicações industriaisPolímerosDetectores - Aplicações industriaisEngenharia elétricaDetectorsHydrocarbons - Industrial applicationsAmmonia - Industrial applicationsPolymersDetectors - Industrial applicationsElectric engineeringSensores semicondutores poliméricos planares para detecção de amôniaSemiconducting polymeric planary sensors for ammonia detectioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaSilva, Wilson José dahttp://lattes.cnpq.br/6419561860187332Schneider, Fábio Kurthttp://lattes.cnpq.br/1463591813823167Deus, Jeferson Ferreira dehttp://lattes.cnpq.br/0581593035628580Mello, Regina Maria Queiroz dehttps://orcid.org/0000-0003-2325-2350http://lattes.cnpq.br/4496761001056649Silva, Wilson José dahttp://lattes.cnpq.br/6419561860187332https://orcid.org/0000-0002-1854-9574http://lattes.cnpq.br/2910807495144637Hadano, Fábio Seitiinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_CPGEI_M_Hadano,_Fabio_Seiti_2020.pdfapplication/pdf4676645http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4820/1/CT_CPGEI_M_Hadano%2c_Fabio_Seiti_2020.pdfc8ce53f12a360fae526bb4bed222728dMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4820/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTCT_CPGEI_M_Hadano,_Fabio_Seiti_2020.pdf.txtCT_CPGEI_M_Hadano,_Fabio_Seiti_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain173157http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4820/3/CT_CPGEI_M_Hadano%2c_Fabio_Seiti_2020.pdf.txt153406c8536a68b15ab4a23c6bd8c1a3MD53THUMBNAILCT_CPGEI_M_Hadano,_Fabio_Seiti_2020.pdf.jpgCT_CPGEI_M_Hadano,_Fabio_Seiti_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1268http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/4820/4/CT_CPGEI_M_Hadano%2c_Fabio_Seiti_2020.pdf.jpg05be9613219b0c3e421b9b6ecd4cf855MD541/48202020-04-02 03:01:06.122oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-04-02T06:01:06Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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