DESENVOLVIMENTO DE NOVOS FILAMENTOS CONDUTORES PARA IMPRESSÃO 3d DE SENSORES ELETROQUÍMICOS

• Processo: 24/12885-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Bruno Campos Janegitz
• Beneficiário: Vinicius Aparecido Oliani Pedro da Silva
• Supervisor: Craig e Banks
• Instituição Sede: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Manchester Metropolitan University (MMU), Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 21/03179-8 - Novas arquiteturas de sensores impressos em 3D para detecção de biomarcadores e peróxido de hidrogênio, BP.DR
• Assunto(s): Metais Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Additive Manufacturing | Carbon Nanomaterials | Conductive filament | Electrochemical sensor | metals | norepinephrine | Eletroquímica

Resumo

A tecnologia de manufatura aditiva por meio da impressão 3D desenvolveu-se exponencialmente na última década e ganhou destaque na comunidade científica. No campo da eletroquímica, a impressão 3D surgiu como uma nova forma de produzir sensores com estruturas complexas. No entanto, a necessidade de filamentos eletricamente condutores com propriedades ideais representa um desafio, uma vez que não existem opções comercialmente disponíveis. Por exemplo, estudos recentes mostraram que variar a quantidade de material condutor em filamentos feitos de ácido polilático (PLA) e grafeno ou PLA e carbon black (CB) disponível comercialmente melhora a condutividade, mas reduz a flexibilidade dos filamentos, tornando-os frágeis. Como resultado, os estudos sobre o desenvolvimento de filamentos compósitos condutores aumentaram. Este projeto visa investigar e desenvolver novos filamentos compósitos que combinem as propriedades únicas de matrizes poliméricas com nanopartículas de carbono, metais e polímeros condutores para imprimir novas arquiteturas de sensores eletroquímicos. Os filamentos serão produzidos misturando pellets de polímero termoplástico com diferentes proporções de material condutor em equipamento de mistura térmica e depois extrusados em forma de filamento. Caracterizações morfológicas e eletroquímicas dos filamentos obtidos serão realizadas para avaliar estrutura e desempenho. Espera-se que os filamentos tenham propriedades interessantes para impressão utilizando outras matrizes poliméricas em proporções ótimas. Espera-se também que a condutividade elétrica seja aumentada com o uso de diferentes materiais condutores em proporções ideais, o que melhorará o desempenho eletroquímico dos sensores. Os sensores desenvolvidos serão testados para determinação de biomarcadores de grande interesse na área da saúde. Os resultados deste projeto contribuirão de maneira importante para o futuro desenvolvimento da impressão 3D em eletroquímica, permitindo o desenvolvimento de estruturas mais complexas e abrindo caminho para novas áreas de aplicação.