Caracterização eletroquímica em nanoescala de sensores impressos em 3D por Microscopia de Célula Eletroquímica de Varredura (SECCM)

• Processo: 25/16175-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Thiago Regis Longo Cesar da Paixão
• Beneficiário: William Barros Veloso
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/00246-1 - Dispositivos miniaturizados visando à produção em larga escala: fabricação, caracterização e aplicações in-situ, AP.TEM
• Assunto(s): Eletroanalítica Impressão tridimensional Desenvolvimento de novos materiais Sensores eletroquímicos Sensores químicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletroanalítica | impressão 3D | novos materiais | Sensores de Baixo Custo | sensores eletroquímicos | Sensores Químicos | Eletroanalítica

Resumo

A impressão 3D revolucionou a fabricação de sensores e biossensores, permitindo a produção rápida, automatizada e de baixo custo de dispositivos sob demanda, com mínima geração de resíduos e alta escalabilidade. Essa tecnologia tem impulsionado o desenvolvimento de sensores eletroquímicos para aplicações em saúde, monitoramento ambiental, controle de qualidade e detecção de substâncias ilícitas. Nesses dispositivos, as reações eletroquímicas ocorrem em eletrodos compostos por polímeros termoplásticos, como o ácido polilático (PLA), combinados a materiais condutores à base de carbono. A natureza compósita dessas superfícies resulta em alta heterogeneidade morfológica, química e estrutural.Atualmente, a caracterização da atividade eletroquímica desses sensores é realizada principalmente por técnicas macroscópicas, que fornecem apenas valores médios das propriedades do eletrodo. A investigação em nanoescala permitirá mapear regiões condutivas e não condutivas, estimar parâmetros cinéticos com resolução espacial nanométrica e identificar sítios catalíticos determinantes para a atividade global. Essas informações serão fundamentais para otimizar parâmetros de impressão e desenvolver designs mais sensíveis e seletivos.Este projeto propõe investigar a atividade eletroquímica em nanoescala de sensores impressos em 3D utilizando Microscopia de Célula Eletroquímica de Varredura (SECCM). A combinação do mapeamento obtido por SECCM com técnicas espectroscópicas, como Raman e XPS, permitirá correlacionar estrutura e desempenho eletroquímico, fornecendo subsídios para o avanço no design de sensores impressos em 3D.