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Desenvolvimento de sensores eletroquímicos termoplásticos, flexíveis e biodegradáveis utilizando Ecoflex® e óxido de grafeno reduzido (rGO) para potenciais aplicações wearable

Processo: 22/09639-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de outubro de 2022
Vigência (Término): 30 de novembro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:William Reis de Araujo
Beneficiário:Mathias Stahl Kavai
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Técnicas de laboratório clínico   Eletroanalítica   Monitoramento ambiental
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Análises Clinicas | eletroanalítica | mateirais biodegradáveis | Monitoramento ambiental | Sensores wearable | Eletroanalítica

Resumo

Os dispositivos wearable e point-of-care são uma alternativa promissora no que diz respeito ao monitoramento contínuo do status de saúde de indivíduos e para diagnósticos clínicos. Embora a maioria desses dispositivos se concentre principalmente em aplicações voltadas para a área da saúde, existe uma demanda crescente que visa desenvolver sensores portáteis e de fácil operação, para monitorar diversas espécies químicas presentes no ambiente. O desenvolvimento de sensores químicos adaptáveis/moldáveis a diferentes superfícies e que seja de fácil manuseio e rápida resposta, permite o monitoramento e detecção de diversas espécies químicas de interesse sob superfícies flexíveis e não planas, como o corpo humano e em plantas/alimentos. Assim, o presente projeto de pesquisa visa desenvolver um sensor eletroquímico compósito flexível, miniaturizado e de baixo custo a partir da incorporação de óxido de grafeno reduzido (rGO) em polímeros biodegradáveis e com boa flexibilidade, como o Ecoflex®. Na sequência, os filmes dos materiais compósitos serão padronizados na forma de eletrodos e tratados superficialmente utilizando radiação laser de CO2 para remoção parcial e localizada de parte da camada polimérica, expondo o material condutor e melhorando as propriedades eletroquímicas do material produzido, de forma a preservar a flexibilidade dos dispositivos. Estes processos visam produzir materiais com excelente desempenho eletroquímico, de forma acessível, sem ou com o mínimo consumo de reagentes químicos adicionais, diminuindo a toxicidade do material para aplicações wearable, bem como proporcionar melhor descartabilidade dos sensores após o uso pela utilização de materiais biodegradáveis. Como prova da aplicabilidade destes sensores em sistemas que requeiram boa sensibilidade e flexibilidade, estes sensores serão modificados pela funcionalização com nanomateriais como nanocubos de azul da Prússia e nanotubos de carbono (MWCNTs-PB) e fixados em plataformas convenientes para o (bio)sensoriamento de glicose em suor sintético e para a detecção do defensivo agrícola imidacloprida diretamente em plantas.

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