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Sensores de gás a base de óxidos semicondutores do tipo-p: estudos avançados in-situ e operando

Processo: 13/14647-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de outubro de 2013
Vigência (Término): 31 de agosto de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Elson Longo da Silva
Beneficiário:Anderson André Felix
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
Assunto(s):Materiais nanoestruturados

Resumo

A proposta apresentada neste projeto de pesquisa visa estudar o desempenho de óxidos semicondutores nanoestruturados do tipo-p como sensores de gás, bem como compreender de forma aprofundada os fenômenos responsáveis pelas propriedades de detecção de gás nestes materiais. Óxidos semicondutores nanoestruturados serão obtidos pelos métodos de síntese hidrotérmico assistido por micro-ondas com controle fino da morfologia, dimensões e fase cristalina, e, posteriormente, serão caracterizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão e medidas elétricas pela técnica de espectroscopia de impedância. Os materiais também serão caracterizados em relação ao seu comportamento como sensor de gás na presença de gases oxidantes e redutores (por exemplo, NO2, CO, H2S) em baixas concentrações (no intervalo de ppm) e em temperaturas de trabalho no intervalo entre 100 °C e 400 °C. A parte mais inovativa e desafiadora do projeto é a utilização de medidas elétricas e espectroscópicas, por meio das técnicas de espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho (DRIFTS) e espectroscopia de absorção de raios X próximo à borda (XANES), em condições semelhantes às de operação do sensor de forma a monitorar in situ e operando as interações gás-sólido em nanoestruturas. Com o desenvolvimento deste projeto espera-se contribuir de forma significativa para o desenvolvimento científico e tecnológico nos campos da nanotecnologia e sensores de gás.

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Brazilian university and MIT develop toxic gas sensor 
Unesp e MIT desenvolvem sensor de gás tóxico  
Unesp e MIT desenvolvem sensor de gás tóxico  

Publicações científicas (6)
(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)
FELIX, A. A.; SPREITZER, M.; VENGUST, D.; SUVOROV, D.; ORLANDI, M. O. Probing the effects of oxygen-related defects on the optical and luminescence properties in CaCu3Ti4O12 ceramics. Journal of the European Ceramic Society, v. 38, n. 15, p. 5002-5006, DEC 2018. Citações Web of Science: 1.
FELIX, ANDERSON A.; BEZZON, VINICIUS D. N.; ORLANDI, MARCELO O.; VENGUST, DAMJAN; SPREITZER, MATJAZ; LONGO, ELSON; SUVOROV, DANILO; VARELA, JOSE A. Role of oxygen on the phase stability and microstructure evolution of CaCu3Ti4O12 ceramics. Journal of the European Ceramic Society, v. 37, n. 1, p. 129-136, JAN 2017. Citações Web of Science: 20.
OLIVEIRA, L. H.; DE MOURA, A. P.; LA PORTA, F. A.; NOGUEIRA, I. C.; AGUIAR, E. C.; SEQUINEL, T.; ROSA, I. L. V.; LONGO, E.; VARELA, J. A. Influence of Cu-doping on the structural and optical properties of CaTiO3 powders. Materials Research Bulletin, v. 81, p. 1-9, SEP 2016. Citações Web of Science: 11.
FELIX, A. A.; LONGO, E.; VARELA, J. A.; ORLANDI, M. O. Gas sensing and conductivity relationship on nanoporous thin films: A CaCu3Ti4O12 case study. Thin Solid Films, v. 604, p. 69-73, APR 1 2016. Citações Web of Science: 5.
AMORESI, RAFAEL A. C.; FELIX, ANDERSON A.; BOTERO, ERITON R.; DOMINGUES, NELSON L. C.; FALCAO, EVARISTO A.; ZAGHETE, MARIA A.; RINALDI, ANDRELSON W. Crystallinity, morphology and high dielectric permittivity of NiO nanosheets filling Poly(vinylidene fluoride). CERAMICS INTERNATIONAL, v. 41, n. 10, B, p. 14733-14739, DEC 2015. Citações Web of Science: 13.
VOLANTI, D. P.; FELIX, A. A.; SUMAN, P. H.; LONGO, E.; VARELA, J. A.; ORLANDI, M. O. Monitoring a CuO gas sensor at work: an advanced in situ X-ray absorption spectroscopy study. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 17, n. 28, p. 18761-18767, 2015. Citações Web of Science: 12.

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