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Eletrodos de alto desempenho aplicados em baterias orgânicas e em biocélulas a combustível

Processo: 19/12053-8
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2019 - 31 de maio de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Frank Nelson Crespilho
Beneficiário:Frank Nelson Crespilho
Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Bioeletroquímica  Biocélulas a combustível  Oxirredução  Baterias 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Baterias organicas | Biocélulas a combustível | Bioeletroquímica | enzimas | Operando eletroquimica | Transferência de Elétrons | Bioeletroquimica

Resumo

Eletrodos de carbono são utilizados na maioria das configurações de biocélulas a combustível (BC) e em baterias orgânicas (BO) por serem estáveis, por apresentarem baixa resistência elétrica e por permitirem considerável estabilidade química e eletroquímica. No entanto, tanto para BC quanto para BO, as heterogeneidades estruturais da superfície e a presença de defeitos influenciam a cinética de transferência de elétrons. Neste projeto, propõe-se ampliar os nossos conhecimentos na eletroquímica interfacial de materiais a base de carbono para o desenvolvimento eletrodos de alto desempenho aplicados em BO e em BC. Para isso, superfícies mais simples, como folhas únicas de grafeno e superfícies mais complexas, como superfícies de estruturas turbostráticas grafíticas em fibras flexíveis de carbonos serão utilizadas em configurações eletródicas. Tanto reações enzimáticas, como na bilirrubina oxidase, como as reações orgânicas envolvendo quinonas serão avaliadas. Utilizaremos algumas técnicas operando e in situ, desenvolvidas em nosso grupo, como parte da compreensão dos mecanismos de transferência de elétrons. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio::
Del agua al hidrógeno 
Un nuevo biocatalizador puede ser más eficiente para romper la molécula de agua 
Novo biocatalisador pode ser mais eficiente na quebra da molécula de água 
Matéria(s) publicada(s) no Pesquisa para Inovação FAPESP sobre o auxílio:
Pesquisadores desenvolvem 'Teste Popular de COVID-19' para ampliar acesso ao diagnóstico 
Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
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Publicações científicas (23)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MACEDO, LUCYANO J. A.; HASSAN, AYAZ; SEDENHO, GRAZIELA C.; CRESPILHO, FRANK N.. Assessing electron transfer reactions and catalysis in multicopper oxidases with operando X-ray absorption spectroscopy. NATURE COMMUNICATIONS, v. 11, n. 1, . (17/20493-2, 19/15333-1, 16/25806-6, 19/12053-8, 15/22973-6)
SEDENHO, GRAZIELA C.; MODENEZ, IAGO; MENDES, GIOVANA R.; CRESPILHO, FRANK N.. The role of extracellular polymeric substance matrix on Saccharomyces cerevisiae bioelectricity. Electrochimica Acta, v. 393, . (20/10724-0, 18/22214-6, 19/15333-1, 15/22973-6, 19/12053-8)
SANCHES, NATALIA M.; HASSAN, AYAZ; MATTIOLI, ISABELA A.; MACEDO, LUCYANO J. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; CRESPILHO, FRANK N.. Tuning Vertical Electron Transfer on Graphene Bilayer Electrochemical Devices. ADVANCED MATERIALS INTERFACES, v. 8, n. 20, . (18/22214-6, 17/20493-2, 19/15333-1, 19/12053-8, 15/22973-6, 18/11071-0)
SEDENHO, GRAZIELA C.; NECKEL, ITAMAR T.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; PACHECO, JESSICA C.; BERTAGLIA, THIAGO; CRESPILHO, FRANK N.. Investigation of Water Splitting Reaction by a Multicopper Oxidase through X-ray Absorption Nanospectroelectrochemistry. ADVANCED ENERGY MATERIALS, v. 12, n. 47, p. 6-pg., . (19/15333-1, 20/04796-8, 18/22214-6, 21/05665-7, 20/03681-2, 19/12053-8, 20/15098-0)
DE SOUZA, JOAO C. P.; MACEDO, LUCYANO J. A.; HASSAN, AYAZ; SEDENHO, GRAZIELA C.; MODENEZ, IAGO A.; CRESPILHO, FRANK N.. In Situ and Operando Techniques for Investigating Electron Transfer in Biological Systems. CHEMELECTROCHEM, v. 8, n. 3, . (19/12053-8, 18/22214-6, 17/20493-2, 15/22973-6)
MACEDO, LUCYANO J. A.; RODRIGUES, FERNANDO P.; HASSAN, AYAZ; MAXIMO, LEANDRO N. C.; ZOBI, FABIO; DA SILVA, ROBERTO S.; CRESPILHO, FRANK N.. Non-destructive molecular FTIR spectromicroscopy for real time assessment of redox metallodrugs. ANALYTICAL METHODS, . (19/15333-1, 17/20493-2, 18/22214-6, 19/12053-8, 19/19448-8)
HASSAN, AYAZ; SEDENHO, GRAZIELA C.; VITALE, PHELIPE A. M.; OLIVIERA, MONA N.; CRESPILHO, FRANK N.. On the Weak Binding and Spectroscopic Signature of SARS-CoV-2 nsp14 Interaction with RNA. CHEMBIOCHEM, v. 22, n. 24, . (20/04796-8, 18/22214-6, 19/12053-8, 19/15333-1)
SEDENHO, GRAZIELA C.; HASSAN, AYAZ; DE SOUZA, JOAO C. P.; CRESPILHO, FRANK N.. In situ and operando electrochemistry of redox enzymes. CURRENT OPINION IN ELECTROCHEMISTRY, v. 34, p. 10-pg., . (19/12053-8, 19/15333-1, 18/22214-6, 20/04796-8)
CAGNANI, GIOVANA ROSSO; OLIVEIRA, THIAGO DA COSTA; MATTIOLI, ISABELA A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; CASTRO, KARLA P. R.; CRESPILHO, FRANK N.. From research to market: correlation between publications, patent filings, and investments in development and production of technological innovations in biosensors. ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, v. N/A, p. 9-pg., . (19/12053-8, 19/15333-1, 20/04796-8, 18/22214-6, 22/09164-5)
HASSAN, AYAZ; MATTIOLI, ISABELA A. A.; COLOMBO, RAFAEL N. P.; CRESPILHO, FRANK N. N.. Tuning quantum capacitance in 2D graphene electrodes: the role of defects and charge carrier concentration. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 11, n. 19, p. 5-pg., . (19/12053-8, 19/15333-1, 18/22214-6, 21/05665-7)
MATTIOLI, ISABELA A.; CASTRO, KARLA R.; SEDENHO, GRAZIELA C.; MACEDO, LUCYANO J. A.; OLIVEIRA, MONA N.; MANULI, ERIKA R.; SABINO, ESTER C.; CRESPILHO, FRANK N.. Expanding the application of graphene vertical devices to dual femtomolar detection of SARS-CoV-2 receptor binding domain in serum and saliva. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 239, p. 6-pg., . (20/04796-8, 17/20493-2, 19/12053-8, 18/11071-0, 19/15333-1, 18/22214-6)
OSICA, IZABELA; MELO, ANTONIO F. A. A.; LIMA, FILIPE C. D. A.; SHIBA, KOTA; IMAMURA, GAKU; CRESPILHO, FRANK N.; BETLEJ, JAN; KURZYDOWSKI, KRZYSZTOF J.; YOSHIKAWA, GENKI; ARIGA, KATSUHIKO. Nanomechanical Recognition and Discrimination of Volatile Molecules by Au Nanocages Deposited on Membrane-Type Surface Stress Sensors. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 3, n. 5, p. 4061-4068, . (19/15333-1, 19/12053-8)
MATTIOLI, ISABELA A.; HASSAN, AYAZ; SANCHES, NATALIA M.; VIEIRA, NIRTON C. S.; CRESPILHO, FRANK N.. Highly sensitive interfaces of graphene electrical-electrochemical vertical devices for on drop atto-molar DNA detection. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 175, . (19/12053-8, 18/07508-3, 17/20493-2, 18/22214-6, 18/11071-0, 19/15333-1)
MACEDO, LUCYANO J. A.; SANTO, ANDERSON A. E.; SEDENHO, GRAZIELA C.; HASSAN, AYAZ; IOST, RODRIGO M.; FELICIANO, GUSTAVO T.; CRESPILHO, FRANK N.. Three-dimensional catalysis and the efficient bioelectrocatalysis beyond surface chemistry. JOURNAL OF CATALYSIS, v. 401, p. 200-205, . (18/22214-6, 19/15333-1, 19/12053-8, 15/22973-6, 17/20493-2)
MODENEZ, IAGO A.; MACEDO, LUCYANO J. A.; MELO, ANTONIO F. A. A.; PEREIRA, ANDRESSA R.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; CRESPILHO, FRANK N.. Nanosized non-proteinaceous complexes III and IV mimicking electron transfer of mitochondrial respiratory chain. Journal of Colloid and Interface Science, v. 599, p. 198-206, . (19/12053-8, 18/22214-6, 17/03879-4, 17/20493-2, 19/15333-1, 18/00878-0)
HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; CRESPILHO, FRANK N.. Recognizing conductive islands in polymeric redox surfaces using electrochemical-coupled vibrational spectromicroscopy. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 56, n. 71, p. 10309-10312, . (19/15333-1, 18/22214-6, 19/12053-8, 17/20493-2)
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MATTIOLI, ISABELA A.; CASTRO, KARLA R.; MACEDO, LUCYANO J. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; OLIVEIRA, MONA N.; TODESCHINI, IRIS; VITALE, PHELIPE M.; FERREIRA, SUZETE CLEUSA; MANULI, ERIKA R.; PEREIRA, GEOVANA M.; et al. Graphene-based hybrid electrical-electrochemical point-of-care device for serologic COVID-19 diagnosis. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 199, p. 10-pg., . (17/20493-2, 20/04796-8, 18/11071-0, 18/22214-6, 19/12053-8)
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HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; MATTIOLI, ISABELA A.; RUBIRA, RAFAEL J. G.; CONSTANTINO, CARLOS J. L.; AMORIM, RODRIGO G.; LIMA, FILIPE C. D. A.; CRESPILHO, FRANK N.. A three component-based van der Waals surface vertically designed for biomolecular recognition enhancement. Electrochimica Acta, v. 376, . (18/22214-6, 17/20493-2, 19/12053-8, 19/15333-1, 18/11071-0)
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ALI, MIAN A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; PACHECO, JESSICA C.; IOST, RODRIGO M.; RAHMAN, ASMA; HASSAN, AYAZ; CARDOSO, DANIEL R.; GOMES, ROBERTO S.; CRESPILHO, FRANK N.. Metal-free, low-cost, and high-performance membraneless ethanol fuel cell. Journal of Power Sources, v. 551, p. 9-pg., . (20/15098-0, 18/24485-7, 20/04796-8, 18/22214-6, 19/12053-8, 19/15333-1)

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