Desenvolvimento de microcantilever funcionalizado com polímeros condutores para a detecção de vapores químicos

• Processo: 09/08244-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2009
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2012
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Paulo Sergio de Paula Herrmann Junior
• Beneficiário: Clarice Steffens
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 08/57862-6 - NAMITEC, AP.TEM
• Assunto(s): Microscopia de força atômica Polímeros condutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Microcantilever | microscopia de força atomica | polímeros condutores | Umidade relativa | Vapor quimico | Polímeros

Resumo

O grande interesse em desenvolver sensores de microcantilevers é devido às várias propriedades desejáveis, em particular a capacidade de adaptar o tamanho e a estrutura, aumentando, dessa forma, as perspectivas para a construção de novos sistemas de sensoriamento. Nas últimas décadas tem havido um crescente interesse para o controle e o monitoramento de vapores químicos e de umidade com limites de detecção relativamente baixos. Esses tipos de sensores podem ser aplicados em diversas áreas, no controle de processos industriais, controle ambiental (Oliveira et al., 2006), na investigação médica e farmacológica, biotecnologia, entre outros. Várias tecnologias têm sido desenvolvidas e aplicadas objetivando revolucionar a precisão e a sensibilidade desses sensores (Manzani 2007; Zambrosi 2005; Lee et al. 2009). A maioria dos sensores de gases existentes é baseada no princípio de detecção resistiva e/ou capacitiva, sendo que algumas de suas características, tais como, a baixa taxa de detecção, tamanho, tempo de resposta lento, longos períodos de recuperação e rápida saturação são limitantes para a sua utilização (Singamaneni et al., 2007). Uma alternativa para superar estas dificuldades seria a utilização de sensores que empregam a detecção da deflexão de um microcantilever (microhastes) funcionalizada com polímeros condutores. O desenvolvimento dessas microhastes funcionalizadas representa um papel fundamental para o estabelecimento de tecnologias eficientes, para detecção de vapores químicos com grande precisão. A funcionalização dessas microhastes é a parte chave para o sucesso desses sensores, uma vez que os polímeros condutores, na presença de determinadas substâncias, podem sofrer alterações físicas e estruturais, devido às variações em seus estados de oxidação. A proposta aqui apresentada aborda principalmente estudos voltados ao desenvolvimento de microcantilevers construídos através da funcionalização de pontas de microscopia de força atômica (MFA) com revestimento de uma camada sensível de polímero condutor e, aplicação na detecção de vapores químicos. Neste projeto, o estudo será dividido nas seguintes etapas principais: 1) Desenvolvimento de microcantilevers para detecção de vapores químicos com a funcionalizado por meio da deposição de filme fino de polímero condutor. 2) Caracterização da superfície dos sensores e avaliação da sensibilidade aos vapores e a umidade relativa. 3) Avaliação e obtenção da resposta eletromecânica do dispositivo desenvolvido. Será efetuada a mensuração do deslocamento mecânico da microhaste e do microcantilever funcionalizado com quantidades de vapores controlados. (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

STEFFENS, C.; MANZOLI, A.; LEITE, F. L.; FATIBELLO, O.; HERRMANN, P. S. P.. Atomic force microscope microcantilevers used as sensors for monitoring humidity. MICROELECTRONIC ENGINEERING, v. 113, p. 80-85, JAN 2014. (09/08244-0)

STEFFENS, C.; LEITE, F. L.; MANZOLI, A.; SANDOVAL, R. D.; FATIBELLO, O.; HERRMANN, P. S. P.. Microcantilever Sensors Coated With Doped Polyaniline for the Detection of Water Vapor. SCANNING, v. 36, n. 3, p. 311-316, MAY-JUN 2014. (09/08244-0, 07/05089-9)

STEFFENS, CLARICE; MANZOLI, ALEXANDRA; PASCHOALIN, RAFAELLA TAKEHARA; TIGGEMANN, LIDIA; STEFFENS, JULIANA; TEIXEIRA, ELISANGELA; DE PAULA HERRMANN, PAULO SERGIO. Tracing paper substrate used for development of interdigitated graphite electrode and its application as humidity sensor. Synthetic Metals, v. 183, p. 36-39, NOV 1 2013. (09/08244-0, 07/05089-9)

MANZOLI, ALEXANDRA; STEFFENS, CLARICE; PASCHOALIN, RAFAELLA T.; CORREA, ALESSANDRA A.; ALVES, WILLIAM F.; LEITE, FABIO L.; HERRMANN, PAULO S. P.. Low-Cost Gas Sensors Produced by the Graphite Line-Patterning Technique Applied to Monitoring Banana Ripeness. SENSORS, v. 11, n. 6, p. 6425-6434, JUN 2011. (09/08244-0, 10/04188-6, 08/57862-6)

STEFFENS, C.; LEITE, F. L.; MANZOLI, A.; SANDOVAL, R. D.; FATIBELLO, O.; HERRMANN, P. S. P.. Microcantilever Sensors Coated with a Sensitive Polyaniline Layer for Detecting Volatile Organic Compounds. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, v. 14, n. 9, p. 6718-6722, SEP 2014. (09/08244-0, 07/05089-9)

STEFFENS, CLARICE; MANZOLI, ALEXANDRA; OLIVEIRA, JULIANO E.; LEITE, FABIO L.; CORREA, DANIEL S.; HERRMANN, PAULO SERGIO P.. Bio-inspired sensor for insect pheromone analysis based on polyaniline functionalized AFM cantilever sensor. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 191, p. 643-649, FEB 2014. (09/08244-0)

STEFFENS, CLARICE; LEITE, FABIO L.; BUENO, CAROLINA C.; MANZOLI, ALEXANDRA; DE PAULA HERRMANN, PAULO SERGIO. Atomic Force Microscopy as a Tool Applied to Nano/Biosensors. SENSORS, v. 12, n. 6, p. 8278-8300, JUN 2012. (09/08244-0, 10/04188-6, 07/05089-9, 08/57862-6)