Preparação e Aplicação de Eletrodos Compósitos à Base de Derivados de Carbono e Polímeros: eletrodos impressos e sensores flexíveis

• Processo: 25/12149-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2026
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro
• Beneficiário: Éder Tadeu Gomes Cavalheiro
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Ana Paula Garcia Ferreira ; Aniele de Moura ; Carla Cristina Schmitt Cavalheiro ; Rafael Turra Alarcon
• Assunto(s): Eletroanalítica Impressão tridimensional Eletrodos impressos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletrodos compósitos | Eletrodos impressos | Eletrodos portáteis | impressão 3D | Sensores vestíveis | Voltametria de pulso | Eletroanalítica

Resumo

O desenvolvimento de eletrodos alternativos ao mercúrio assumiu importância significativa, considerando o seu uso em potenciais mais negativos, nos quais este metal se oxida. Além disso há restrições quanto à sua toxicidade. Os eletrodos de carbono são uma alternativa de destaque, considerando as diferentes formas em que esse elemento se apresenta e sua versatilidade como material de eletrodo. Recentemente, tanto na literatura especializada, como nos trabalhos apesentados em congressos relevantes, como por exemplo, o Congresso da International Society of Electrochemistry (ISE), Simpósio Ibero-Americano de Eletroquímica (SIBAE) e o Simpósio Brasileiro de Eletroquímica e Eletroanalítica (SIBEE), em suas últimas edições, deixam claro que há forte tendência na modificação de superfícies eletródicas com nanoestruturas de carbono e nanopartículas metálicas no sensoriamento eletroquímico dos mais diversos analitos de interesse ambiental, farmacêutico e tecnológico, de maneira geral. Além disso, temos a tendência aos sensores remotos e vestíveis, que podem ser preparados com compósitos de carbono, desde que flexíveis. Nosso grupo vem se dedicando, há quase 25 anos, ao desenvolvimento de eletrodos compósitos à base de grafite e polímeros (poliuretana de origem vegetal, borracha de silicone e resinas epóxi comerciais), com notável sucesso em várias aplicações, como na determinação de fármacos e íons metálicos em diferentes amostras. Essas estratégias analíticas envolvem técnicas como voltametria cíclica, de pulso diferencial e de onda quadrada, além de detecção amperométrica em fluxo. Atualmente vem ganhando fôlego a preparação de sistemas analíticos construídos por manufatura aditiva, também chamada de impressão 3D, devido à diversidade de preparação de dispositivos, como de elementos sensores à base de polímeros degradáveis como o PLA. Nesta proposta, pretende-se dar continuidade a esses trabalhos, promovendo a modificação das matrizes eletródicas com novas nanoestruturas de carbono (acetylen black e carbon black), nanopartículas metálicas visando melhorar sua sensibilidade, paralelamente ao desenvolvimento de eletrodos compósitos de dimensões reduzidas, buscando apresentar os materiais de eletrodo em novas formas físicas e visando sua aplicação na determinação de íons metálicos em amostras ambientais e meio não-aquoso (etanol combustível), fármacos em formulações farmacêuticas e amostras biológicas. Outra estratégia de preparo dos eletrodos, na forma de eletrodos e impressos sobre suportes flexíveis, deverá ser efetuada e os eletrodos resultantes, modificados ou não, serão testados quando à sua aplicabilidade nos analitos descritos acima. (AU)