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Dispositivos sensores de compostos orgânicos voláteis baseados em heteroestruturas ocas de ZnO/semicondutores do tipo-p

Processo: 18/00033-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2018
Vigência (Término): 30 de abril de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Diogo Paschoalini Volanti
Beneficiário:Tarcísio Micheli Perfecto
Instituição-sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Compostos orgânicos voláteis   Heteroestruturas   Óxido de zinco   Sensores   Semicondutores

Resumo

A detecção de compostos orgânicos voláteis (do inglês, VOCs) é de grande interesse, pois esses podem ser tóxicos, explosivos, inflamáveis ou serem exalados na respiração humana, funcionando como biomarcadores. Dentre as diferentes formas de detectar VOCs, o uso de óxidos metálicos semicondutores é a mais promissora. Esses materiais têm seu mecanismo de funcionamento simples baseado em mudança de condutância, fácil produção e baixo custo. No entanto, esses materiais possuem algumas limitações, como alta temperatura de operação, baixa seletividade ao analito, baixa sensibilidade e interferências pela umidade. Tendo em vista essas limitações, a presente proposta de pesquisa pretende estudar o efeito de estruturas ocas de ZnO modificadas com semicondutores do tipo-p na detecção de VOCs (ex: álcoois, cetonas, aldeídos, aminas, compostos aromáticos) a temperatura ambiente na presença de umidade, similares as condições ambientais e respiração humana. Espera-se obter materiais com excelente performance na detecção de VOCs a temperatura ambiente, devido ao efeito das estruturas ocas, que promovem um aumento da difusão e da área superficial, e na presença de umidade, devido ao efeito promovido pela heterojunção p-n, onde o semicondutor do tipo-p torna o material menos suscetível ao efeito prejudicial da umidade. Ademais, um dos maiores desafios da pesquisa será desenvolver novos dispositivos sensores miniaturizados (com baixo custo de produção) com o auxílio de impressora 3D para detecção de VOCs em condições ambientais e de respiração humana, visando a aplicação real. Esta proposta contará com o apoio do auxílio à pesquisa regular financiado pela FAPESP (Processo 17/01267-1). (AU)

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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)
ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; DIPPEL, ANN-CHRISTIN; VOLANTI, DIOGO P.; KOZIEJ, DOROTA. Low-Temperature Carbon Dioxide Gas Sensor Based on Yolk-Shell Ceria Nanospheres. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 12, n. 15, p. 17757-17763, . (16/25267-8, 18/08271-7, 18/00033-0, 17/01267-1, 18/01258-5)
MODENES-JUNIOR, MARCO A.; ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; VOLANTI, DIOGO P.. Ethanol detection using composite based on reduced graphene oxide and CuO hierarchical structure under wet atmosphere. MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS, v. 248, . (17/01267-1, 16/25267-8, 13/23886-4, 14/17343-0, 18/00033-0)
OLIVEIRA, TAIS N. T.; PERFECTO, TARCISIO M.; ZITO, CECILIA A.; VOLANTI, DIOGO P.. Improved triethylamine sensing properties by designing an In2O3/ ZnO heterojunction. SENSORS AND ACTUATORS REPORTS, v. 3, . (16/25267-8, 18/00033-0, 18/01258-5, 19/12345-9, 20/06421-1, 17/01267-1)
PERFECTO, TARCISIO M.; ZITO, CECILIA A.; VOLANTI, DIOGO P.. Effect of NiS nanosheets on the butanone sensing performance of ZnO hollow spheres under humidity conditions. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 334, . (20/06421-1, 16/25267-8, 18/01258-5, 18/00033-0, 17/01267-1)
ZITO, CECILIA A.; PERFECTO, TARCISIO M.; MAZON, TALITA; DIPPEL, ANN-CHRISTIN; KOZIEJ, DOROTA; VOLANTI, DIOGO P.. Reoxidation of graphene oxide: Impact on the structure, chemical composition, morphology and dye adsorption properties. Applied Surface Science, v. 567, . (13/07296-2, 18/08271-7, 20/06421-1, 16/25267-8, 18/00033-0, 17/01267-1)
VIOTO, GABRIEL C. N.; PERFECTO, TARCISIO M.; ZITO, CECILIA A.; VOLANTI, DIOGO P.. Enhancement of 2-butanone sensing properties of SiO2@CoO core-shell structures. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 46, n. 14, p. 22692-22698, . (17/01267-1, 18/01258-5, 18/00033-0, 16/25267-8, 17/13230-5, 18/08271-7)
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PERFECTO, Tarcísio Micheli. Dispositivos sensores de compostos orgânicos voláteis baseados em heteroestruturas ocas de ZnO/semicondutores do tipo-p. 2022. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas. São José do Rio Preto São José do Rio Preto.

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