Desenvolvimento de nanofibras híbridas eletrofiadas para aplicações em sensores visando detecção de contaminantes em amostras reais

• Processo: 20/14946-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2021
• Vigência (Término): 30 de junho de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Capparelli Mattoso
• Beneficiário: Rafael Melo Cardoso
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Assunto(s): Eletrofiação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: electrospinning | hybrid nanofibers | nanostrutured films | Sensors and Biosensors | Biossensores e filmes finos para diagnóstico

Resumo

Nanofibras de polímero são materiais de propriedades atraentes para diversos aplicações tecnológicas devido às suas características especiais como alta área de superfície / volumerelação, flexibilidade mecânica e principalmente a possibilidade de promover superfície e / ou modificação em massa para produzir nanofibras híbridas funcionais. Essas nanofibras são altamente potencial para projetar membranas de filtração, dispositivos de armazenamento de energia, controladoliberar sistemas de antibióticos, plataformas de crescimento celular e também produtos químicos ópticos, sensores eletroquímicos para detecção de analitos agrícolas e ambientaisinteresse.Uma das técnicas mais tradicionais de produção de nanofibras poliméricas com diâmetro e morfologia controlados é a técnica de eletrofiação. Mais especificamente, esta técnica provou ser um método altamente adequado para projetar nanofibras poliméricas funcionais com morfologia customizada, tendo diâmetros que podem atingir alguns micrômetros até dezenas de nanômetros. Este método foi "redescoberto" por Reneker e Doshi, e alcançou grande popularidade desde os anos noventa. Desde então, esse método tem sido usado para a produção de nanofibras híbridas contendo polímeros condutores, óxidos de metal, nanopartículas metálicas, etc. Portanto, esta proposta visa exigir um candidato altamente qualificado e capaz de trabalhar com técnica de eletrofiação (incluindo abordagens convencionais e coaxiais de fieira) desenvolver nanofibras híbridas e complexas em matrizes distintas, a serem aplicadas em aplicações distintas de sensores químicos e ópticos.Essas nanofibras híbridas produzidas durante o projeto serão depositadas em eletrodos variados, incluindo semicondutor FTO, vidro, substratos de plástico e metal eletrodos interdigitados. Existem inúmeros fatores que afetam as propriedades finais de nanofibras eletrofiadas, incluindo voltagem elétrica empregada, polímero concentração e viscosidade, temperatura, umidade, condutividade da solução, taxa de saída de seringa contendo a solução de polímero, para citar alguns. Portanto, dependendo das propriedades pretendidas das nanofibras, todas as condições experimentais devem ser investigadas e otimizadas, a fim de chegar a uma fibra híbrida final com o desejado e recursos otimizados (morfologia, porosidade, diâmetro, grupos funcionais, etc) para umaaplicação do sensor.Essas nanofibras híbridas, modificadas em massa e / ou na superfície com polímero condutor, nanopartículas de óxido de metal, enzimas, etc, serão depositados sobre eletrodos variados com o objetivo de serem utilizados em sensores químicos, eletroquímicos e ópticos.Esses sensores serão empregados para detectar analitos de produtos agrícolas e interesse ambiental em amostras reais, incluindo poluentes emergentes, hormônios, metais pesados, patógenos e também pesticidas.Assim, tal proposta de projeto de bolsa de pós-doutorado é uma tremenda oportunidade para uma colaboração intensa e frutuosa com o grupo de Projetos Temáticos para desenvolver tecnologias convergentes para sensores e biossensores.

Publicações científicas

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(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)

FACURE, MURILO H. M.; ANDRE, RAFAELA S.; CARDOSO, RAFAEL M.; MERCANTE, LUIZA A.; CORREA, DANIEL S.. Electrochemical and optical dual-mode detection of phenolic compounds using MnO2/GQD nanozyme. Electrochimica Acta, v. 441, p. 9-pg., 2023-01-10. (17/10582-8, 20/14946-7)

DOS SANTOS, DANILO M.; MIGLIORINI, FERNANDA L.; SOARES, ANDREY C.; MATTOSO, LUIZ H. C.; OLIVEIRA, OSVALDO N., JR.; CORREA, DANIEL S.. Electrochemical Immunosensor Made with Zein-based Nanofibers for On-site Detection of Aflatoxin B1. Electroanalysis, v. N/A, p. 9-pg., 2022-06-15. (17/12174-4, 18/18953-8, 17/20973-4, 18/22214-6, 20/14946-7, 17/21791-7)

SANTOS, DANILO M. DOS; CARDOSO, RAFAEL M.; MIGLIORINI, FERNANDA L.; FACURE, MURILO H. M.; MERCANTE, LUIZA A.; MATTOSO, LUIZ H. C.; CORREA, DANIEL S.. Advances in 3D printed sensors for food analysis. TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY, v. 154, p. 20-pg., 2022-09-01. (17/10582-8, 17/20973-4, 18/22214-6, 20/14946-7, 17/21791-7)

CARDOSO, RAFAEL M.; PEREIRA, TAMIRES S.; DOS SANTOS, DANILO M.; MIGLIORINI, FERNANDA L.; MATTOSO, LUIZ H. C.; CORREA, DANIEL S.. Laser-induced graphitized electrodes enabled by a 3D printer/diode laser setup for voltammetric detection of hormones. Electrochimica Acta, v. 442, p. 8-pg., 2023-01-18. (18/22214-6, 17/20973-4, 17/21791-7, 20/14946-7)