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Fabricação de eletrodos impressos por serigrafia em substratos biodegradáveis (nanocelulose e filmes de cebola Allium cepa L.) para aplicações das indústrias médica, alimentícia e agroindustrial

Resumo

Eletrodos impressos por serigrafia (screen-printed electrodes, SPEs) são dispositivos amplamente empregados na fabricação de sensores por possuírem boa estabilidade, e serem fabricados por técnicas simples e escalonáveis. Ainda, estes eletrodos podem ser facilmente modificados com biomoléculas, sendo o exemplo mais conhecido o biossensor de glicose usado no diagnóstico de Diabetes mellitus, o qual representa um mercado de aproximadamente três bilhões de reais. Embora SPEs sejam produtos altamente consumidos em centros de P&D&I para aplicações analíticas, indústria automotiva e no setor da saúde no país, os mesmos não são produzidos no Brasil, e o valor de unidades descartáveis importadas varia entre R$12 e R$26. Com base nessa carência, e na necessidade de se produzir eletrodos funcionais para sensores e biossensores com aplicação em diversos outros setores (medicina, meio-ambiente, segurança do trabalho e indústria), propõe-se neste projeto demonstrar a viabilidade técnico-científica da produção de SPEs de menor custo e performance superior. Pretende-se explorar o uso de filmes finos à base de biopolímeros (nanocelulose bacteriana e derivados da cebola - Allium cepa L.) como substrato de impressão, e também avaliar nanomateriais produzidos no Brasil para formulação de tintas condutoras alternativas. Para estas tarefas, contaremos com o know-how da BioSmart Nanotechnology, microempresa parceira do projeto, a qual já explora filmes derivados de cebola para fabricação de embalagem inteligentes e compósitos de nanocelulose bacteriana para aplicações farmacêuticas e medicinais. A além de atuar em pesquisa & desenvolvimento de soluções comerciais baseadas em nanopartículas metálicas e poliméricas customizadas. O desenvolvimento tecnológico ao longo do projeto compreenderá o estudo de tintas e condições ideais de impressão para a deposição de SPEs, seguida da caracterização elétrica e eletroquímica dos mesmos. Espera-se que o uso de materiais alternativos possibilite a fabricação de eletrodos com propriedades inovadoras. Por exemplo, o uso de biopolímeros como substrato irá gerar eletrodos flexíveis e biocompatíveis, os quais possibilitarão novas aplicações para sensores de uso em contato com a pele e tecidos. Além disso, acredita-se que a formulação de tintas a partir de insumos nacionais irá produzir uma significativa redução do custo final de SPEs não-modificados, de dezenas de reais para poucos centavos, além de contribuir para uma melhor performance analítica dos mesmos (melhor reprodutibilidade e estabilidade do sinal eletroquímico de referência). Inicialmente, o principal foco comercial destes produtos são os centros de P&D&I do Brasil, e possivelmente a indústria de conectores flexíveis para eletrônica. Porém, novos mercados e aplicações inovadoras, principalmente na área médica e alimentos, podem ser exploradas em projetos subsequentes. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Un sensor vestible elaborado en material natural analiza sustancias presentes en el sudor 
Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat 
Sensor vestível em material natural analisa substâncias presentes no suor 
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (66 total):
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Medindia (Índia): Wearable Sensors Made of Natural Materials can Analyze Sweat (18/Ago/2020)
AZoSensors (Reino Unido): Wearable Sensor Printed on Microbial Nanocellulose Detects Biomarkers in Sweat (18/Ago/2020)
Innovations Report (Alemanha): Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (18/Ago/2020)
Medica Trade Fair (Alemanha): Wearable sensors analyze substances present in sweat (18/Ago/2020)
Mazenz (EUA): Wearable Sweat Sensor Made from Microbial Nanocellulose (18/Ago/2020)
Polympart (Irã): A wearable sensor printed on natural polymer for monitoring body fluids present in sweat (18/Ago/2020)
News Medical (Austrália): A wearable sensor printed on natural polymer for monitoring body fluids present in sweat (17/Ago/2020)
Bioengineer (Reino Unido): Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (17/Ago/2020)
Science Codex: Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (17/Ago/2020)
Scientific Inquirer (EUA): A wearable sensor can monitor the contents of your sweat (17/Ago/2020)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (17/Ago/2020)
Il Mio Diabete (Itália): Monitoraggio del diabete: I sensori indossabili stampati su materiali naturali analizzano le sostanze presenti nel sudore (17/Ago/2020)
7thSpace: Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (17/Ago/2020)
Tech Xplore (EUA): Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (17/Ago/2020)
Sound Health and Lasting Wealth (Nigéria): A wearable sensor printed on natural polymer for monitoring body fluids present in sweat (17/Ago/2020)
NewsColony (Nigéria): A wearable sensor printed on natural polymer for monitoring body fluids present in sweat (17/Ago/2020)
Ethical Editor EUA): Wearable sensors printed on natural materials analyze substances present in sweat (17/Ago/2020)
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Mix Vale: Fapesp: Sensor vestível em material natural analisa substâncias presentes no suor (11/Jul/2020)
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Biblioteca FMUSP: Sensor vestível aplicado sobre a pele permite detectar substâncias presentes no suor e poderá ser usado para administrar medicamentos (10/Jul/2020)
Portal da Enfermagem: Sensor vestível em material natural analisa substâncias presentes no suor (10/Jul/2020)
Central das Notícias: Sensor vestível em material natural analisa substâncias presentes no suor (10/Jul/2020)
Radar do Futuro: Sensor vestível analisa substâncias presentes no suor (10/Jul/2020)
Mundo e Meio: Sensor vestível em material natural analisa substâncias presentes no suor (10/Jul/2020)
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