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Fabricação de dispositivos microfluídicos visando aplicações em agricultura de precisão e bioenergia

Processo: 14/03691-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2014 - 31 de janeiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Antonio Riul Júnior
Beneficiário:Antonio Riul Júnior
Instituição-sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Microfluídica  Nanosensores  Grafenos  Sensores  Agricultura de precisão  Análise do solo 

Resumo

Este projeto visa ao estudo e fabricação de filmes automontados nanoestruturados (LbL, do inglês layer-by-layer) envolvendo nanofolhas de óxido de grafeno, PEDOT, e argila Montmorilonita (MMT) no interior de microcanais, em diferentes combinações e arquiteturas moleculares. O objetivo principal é o desenvolvimento de dispositivos microfluídicos junto ao Laboratório de Bioenergia (LABIOEN) na UNICAMP, através de estruturas supramoleculares que facilitem a posterior incorporação de ionóforos, enzimas, bactérias ou nanopartículas metálicas, para detecção de elementos de interesse (fósforo, potássio, sódio e cálcio) e diferenciação de amostras de solo, além de estudos envolvendo biocélulas combustíveis. O uso de PEDOT e MMT é altamente promissor pela disponibilização de sítios de carga que poderão contribuir positivamente tanto para a troca iônica quanto para a nanoestruturação de materiais, enquanto o grafeno tem merecido destaque especial no desenvolvimento de sensores em relação a amplificação de reações catalíticas e transporte de materiais, com contribuições significativas para a sensibilidade e limite de detecção em diversos dispositivos e aplicações. O uso da microfluídica permite realizar separações e detecções com alta resolução e sensibilidade, diminuição no tempo de análise, além do baixo custo envolvido, agregando valor ao desenvolvimento de dispositivos do tipo lab-on-a-chip, estando atualmente na fronteira de conhecimentos de nanociência e nanotecnologia. Nosso interesse é a aplicação dos filmes nanoestruturados em dispositivos microfluídicos, contribuindo para o desenvolvimento de sensores aplicados à agricultura de precisão, para a análise de solos, além de estudos para formação de dispositivos capazes de converter energia química de álcool ou açúcar em energia elétrica (biocélulas a combustível) (AU)

Publicações científicas (8)
(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)
JIMENEZ, MAWIN J. M.; DE OLIVEIRA, RAFAEL F.; BUFON, CARLOS CESAR B.; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; RODRIGUES, VARLEI; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; ALVAREZ, FERNANDO; CESAR, CARLOS LENZ; RIUL JR, ANTONIO. Enhanced mobility and controlled transparency in multilayered reduced graphene oxide quantum dots: a charge transport study. Nanotechnology, v. 30, n. 27 JUL 5 2019. Citações Web of Science: 0.
JIMENEZ, MAWIN J. M.; DE OLIVEIRA, RAFAEL F.; SHIMIZU, FLAVIO M.; BUFON, CARLOS CESAR B.; RODRIGUES, VARLEI; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; RIUL JR, ANTONIO. Poole-Frenkel emission on functionalized, multilayered-packed reduced graphene oxide nanoplatelets. Nanotechnology, v. 29, n. 50 DEC 14 2018. Citações Web of Science: 4.
HENSEL, RAFAEL C.; RODRIGUES, KEVIN L.; PIMENTEL, VINICIUS DO L.; RIUL, JR., ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. Automated self-assembly and electrical characterization of nanostructured films. MRS COMMUNICATIONS, v. 8, n. 2, p. 283-288, JUN 2018. Citações Web of Science: 1.
GAAL, GABRIEL; DA SILVA, TATIANA A.; GAAL, VLADIMIR; HENSEL, RAFAEL C.; AMARAL, LUCAS R.; RODRIGUES, VARLEI; RIUL, JR., ANTONIO. 3D Printed e-Tongue. FRONTIERS IN CHEMISTRY, v. 6, MAY 3 2018. Citações Web of Science: 3.
JIMENEZ, MAWIN J. M.; OLIVEIRA, RAFAEL F.; ALMEIDA, TIAGO P.; HENSEL FERREIRA, RAFAEL C.; BUFON, CARLOS CESAR B.; RODRIGUES, VARLEI; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; RIUL, JR., ANTONIO. Charge carrier transport in defective reduced graphene oxide as quantum dots and nanoplatelets in multilayer films. Nanotechnology, v. 28, n. 49 DEC 8 2017. Citações Web of Science: 3.
DAIKUZONO, CRISTIANE M.; SHIMIZU, FLAVIO M.; MANZOLI, ALEXANDRA; RIUL, JR., ANTONIO; PIAZZETTA, MARIA H. O.; GOBBI, ANGELO L.; CORREA, DANIEL S.; PAULOVICH, FERNANDO V.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N. Information Visualization and Feature Selection Methods Applied to Detect Gliadin in Gluten-Containing Foodstuff with a Microfluidic Electronic Tongue. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 9, n. 23, p. 19646-19652, JUN 14 2017. Citações Web of Science: 6.
BRAUNGER, MARIA L.; SHIMIZU, FLAVIO M.; JIMENEZ, MAWIN J. M.; AMARAL, LUCAS R.; DE OLIVEIRA PIAZZETTA, MARIA H.; GOBBI, ANGELO L.; MAGALHAES, PAULO S. G.; RODRIGUES, VARLEI; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; RIUL, JR., ANTONIO. Microfluidic Electronic Tongue Applied to Soil Analysis. CHEMOSENSORS, v. 5, n. 2 JUN 2017. Citações Web of Science: 3.
GAAL, GABRIEL; MENDES, MELISSA; DE ALMEIDA, TIAGO P.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; GOBBI, ANGELO L.; RIUL, JR., ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. Simplified fabrication of integrated microfluidic devices using fused deposition modeling 3D printing. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 242, p. 35-40, APR 2017. Citações Web of Science: 29.

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