Desenvolvimento de sensores de gases flexíveis a base de tintas condutoras de rGO e rGO/ZnO para detecção de NO2 e NH3

• Processo: 23/00913-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 20 de julho de 2023
• Data de Término da vigência: 19 de julho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Valmor Roberto Mastelaro
• Beneficiário: Amanda Akemy Komorizono
• Supervisor: Eduard Llobet
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universitat Rovira i Virgili (URV), Espanha
• Vinculado à bolsa: 22/03325-7 - Desenvolvimento de sensores de gases flexíveis a base de tintas condutoras de rGO e rGO/ZnO para detecção de NO2 e NH3, BP.DR
• Assunto(s): Materiais compósitos Materiais nanoestruturados Grafenos Óxidos semicondutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compósitos | Grafeno | Nanomateriais | óxido semicondutores | sensores de gás flexíveis | grafeno/óxido semicondutores

Resumo

Os avanços da industrialização e urbanização trouxe um aumento da poluição ambiental e com isso, um aumento da demanda de sensores capazes de detectar e monitorar os gases tóxicos presente no ambiente em tempo real. Além disso, desenvolvimento de uma nova geração de eletrônicos que são ultraleves, de baixo custo, flexíveis, dobráveis e se adaptam a forma de objetos, corpo humano ou robótico, possibilita a fabricação de sensores de gases flexíveis. Esses sensores flexíveis podem ser vestíveis e permitem a detecção e o monitoramento de gases tóxicos em tempo real. Com isso, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de sensores de gás flexíveis a base de óxido de grafeno reduzido (rGO) e rGO/ZnO para a detecção e monitoramento dos gases tóxicos NO2 e NH3. O óxido de grafeno (GO) será sintetizado pelo método de Hummers modificado e reduzido quimicamente com borohidreto de sódio. As nanopartículas de ZnO serão sintetizadas pelo método dos precursores poliméricos - Pechini. As tintas serão formuladas a base dos materiais condutores, rGO e ZnO, água destilada como solvente e carboximetilcelulose de sódio (CMC) como ligante. As tintas condutoras serão impressas em substratos de papel, PI e PET pelas técnicas de screen printing e inkjet printing. O GO, rGO, ZnO e as tintas condutoras serão caracterizados por difração de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e microscopia eletrônica. A viscosidade das tintas condutoras também será analisada com o objetivo de formular tintas dentro da faixa de viscosidade adequada para a técnica de screen printing. A resistência elétrica das trilhas condutoras antes e após vários ciclos de flexão serão analisadas pelo método das quatro pontas. Medidas de detecção dos gases NO2 e NH3 serão realizadas com os sensores antes e após de serem submetidos a flexãocom a finalidade de avaliar a aplicação destes materiais como sensores de gases flexíveis. Além das medidas de detecção dos gases NO2 e NH3, um estudo da seletividade dos sensores será realizado (etanol, hidrogênio, monóxido de carbono, VOCs e umidade ambiente). (AU)