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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 2021
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)

Publicações científicas
(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)
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, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.

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