Desenvolvimento e investigação de sensores ultrassensíveis à base de filmes finos e espectroscopia de impedância (língua eletrônica)

• Processo: 12/08047-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Clarissa de Almeida Olivati
• Beneficiário: Priscila Alessio Constantino
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Assunto(s): Sensores Técnicas de caracterização elétrica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização Elétrica | Caracterização Espectroscópica | espectroscopia de impedância elétrica | Filmes Langmuir e Langmuir-Blodgett | filmes Layer-by-Layer | Sensores | Sensores (língua eletrônica)

Resumo

A detecção ultrassensível e seletiva de moléculas de interesse desempenha um papel fundamental no diagnóstico precoce de doenças ou disfunções e na detecção de compostos quimicamente nocivos à saúde. Para o desenvolvimento de dispositivos com grande sensibilidade e seletividade, a pesquisa básica sobre o funcionamento destes se faz necessária. A língua eletrônica via espectroscopia de impedância tem mostrado um grande potencial para tais aplicações em virtude de sua grande sensibilidade, especificamente no que se refere à utilização de filmes finos nanoestruturados sobre eletrodos interdigitados (IDE) formando unidades sensoriais. Porém, a relativa recente aplicação desta técnica em sensores ultrassensíveis evidencia importantes questões, ainda não exploradas, sobre o seu funcionamento. É importante observar, por exemplo, que a língua eletrônica via espectroscopia de impedância não é ainda considerada uma ferramenta analítica. O principal objetivo deste projeto é investigar essa língua eletrônica a partir de diferentes enfoques e dessa forma contribuir para ampliar a abrangência de sua aplicação na área de sensores, aportando informações qualitativas (mecanismos de detecção) e quantitativas (curvas de calibração). Para isso, detecções de analitos em distintas concentrações serão realizadas e analisadas utilizando-se, além das usuais curvas de capacitância vs frequência, o diagrama de Argand para a elaboração de curvas de calibração, uma nova abordagem dentro do que é feito na área hoje. Estudos de modelos teóricos de circuitos elétricos equivalentes para o ajuste dos dados obtidos serão realizados. Serão usadas também técnicas estatísticas (PCA) e de visualização de informação que podem ajudar na busca e compreensão de padrões de detecção. A influência da adição de nanopartícula metálicas de diferentes formatos na resposta desses sensores também será estudada. Os filmes nanoestruturados que compõem as unidades sensoriais serão investigados através de técnicas de espectroscopia vibracional e eletrônica, além de microscopias. Essas técnicas permitem inferir sobre a natureza das interações na interface filme-analito.