Língua eletrônica superhidrofóbica

• Processo: 25/15950-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Antonio Riul Júnior
• Beneficiário: Amanda dos Santos Perillo
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 24/00998-6 - Centro de Pesquisa e Inovação de Materiais Inteligentes e Quânticos (CRISQuaM), AP.CEPID
• Assunto(s): Microfluídica Sensores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Electronic Tongue | microfluidics | Smart sensors | superhydrophobic | sensores

Resumo

Podemos pensar, em princípio, que composição química e energia de superfície são fatores predominantes para o controle de molhabilidade de superfícies mas, na realidade, a hierarquia de rugosidades em micro/nanoestruturas é o fator primordial para o controle da hidrofilicidade e hidrofobicidade. Neste sentido, imitar a natureza é uma estratégica sensata pela diversidade de exemplos na incorporação de funcionalidades em sensoriamentos diversos. Neste projeto, exploraremos alterações na arquitetura de filmes finos nanoestruturados que levem a esta hierarquia de rugosidades. Os filmes serão fabricados pela técnica de automontagem por adsorção física (LbL, do inglês layer-by-layer), depositados sobre eletrodos interdigitados (IDEs, do inglês Interdigitated Electrodes). Os IDEs estão em uma geometria que lhes confere rugosidade micrométrica, e os filmes LbL basicamente contornam esse perfil. Para o controle de rugosidade em nanoescala depositaremos nanopartículas metálicas com tamanhos variados como última camada nas estruturas LbL que utilizamos como unidades sensoriais em uma língua eletrônica microfluídica. O objetivo é induzir um aumento do ângulo de contato nos IDEs e, alternativamente, caso haja tempo hábil, verificar a deposição via sputtering de uma fina camada de flúor sobre a camada de nanopartículas para aumento de hidrofobicidade. Esse controle de molhabilidade dificulta a adesão de contaminantes nas regiões de detecção, reduzindo a necessidade de limpezas intermitentes e possibilidade de contaminações cruzadas. Verificaremos também como esses recobrimentos afetam a sensibilidade e a confiabilidade das medidas de impedância que realizamos, em uma ampla faixa de frequências. A proposta é inédita, pois até o momento não existem línguas eletrônicas explorando esse controle de molhabilidade nas unidades sensoriais. Desta forma, os desenvolvimentos propostos contribuirão para diagnósticos mais precisos e rápidos nas análises sensoriais pois, como mencionamos, evitaríamos lavagens intermitentes em medidas independentes, e a possiblidade de contaminações cruzadas, ampliando uso desses dispositivos em monitoramentos contínuos de processos variados.