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Produção de filamentos condutivos contendo nanomateriais de carbono e nanopartículas metálicas para o desenvolvimento de biossensores eletroquímicos não enzimáticos de baixo custo via manufatura aditiva

Processo: 20/00325-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2020
Vigência (Término): 31 de outubro de 2022
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Pesquisador responsável:Lucio Angnes
Beneficiário:Diego Pessoa Rocha
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Eletroanalítica   Materiais nanoestruturados   Materiais termoplásticos   Carbono   Nanopartículas metálicas   Técnicas biossensoriais   Impressão tridimensional   Eletrodos

Resumo

Impressão 3D é a forma mais popular de Manufatura Aditiva (MA). Essa tecnologia admite a produção de objetos tridimensionais com as mais variadas aplicações em muitos campos, com destaque para a área química. Vários dispositivos eletroquímicos comercializados, tais como eletrodos impressos e principalmente células eletroquímicas, possuem custos relativamente elevados. Logo, a MA se mostra promissora, no ponto de vista econômico e científico, na construção de dispositivos eletroanalíticos melhorados. Para tal, a popularização das impressoras 3D permitiu que esses dispositivos passassem a ser impressos rapidamente a baixíssimos custos, requerendo apenas um desenho (projetado em software especializado), e de materiais poliméricos (termoplásticos). Além da MA possibilitar a criação de novos aparatos analíticos em configurações não disponíveis comercialmente, é possível imprimir eletrodos condutivos modificados com diferentes materiais utilizáveis para a análise de variados analitos. Nesse intuito, o presente projeto visa o desenvolvimento de filamentos modificados (compósitos) com materiais condutores de carbono (grafeno, carbon black e nanotubos de carbono) e nanopartículas metálicas (cobre, níquel e ouro), a partir de uma extrusora de filamentos, para a confecção de biossensores eletroquímicos não enzimáticos de baixo custo para a determinação seletiva de analitos de interesse biológico, dentre os quais glicose, ácido úrico e lactato em amostras biológicas. Na manufatura desses novos sensores serão avaliadas as melhores proporções entre os materiais modificadores e os termoplásticos, levando-se em consideração a resposta eletroquímica e a capacidade de impressão dos eletrodos. A caracterização dos filamentos modificados será feita através de técnicas como microscopia, Raman, infravermelho, espectroscopia de impedância eletroquímica, dentre outras. (AU)