Desenvolvimento de sensores 3D para determinação de neurotransmissores: um estudo comparativo de filamentos condutivos

• Processo: 25/22840-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Estímulo a Vocações Científicas
• Data de Início da vigência: 05 de janeiro de 2026
• Data de Término da vigência: 24 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Bruno Campos Janegitz
• Beneficiário: Sidnei de Barros Gomes Junior
• Instituição Sede: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brasil
• Assunto(s): Impressão tridimensional Neurotransmissores Sensores eletroquímicos Eletroanalítica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: detecção eletroquímica | Filamentos condutivos | impressão 3D | neurotransmissores | sensores eletroquímicos | Eletroanalítica

Resumo

O presente projeto propõe o desenvolvimento de sensores eletroquímicos impressos em 3D para a determinação de neurotransmissores, com foco na dopamina e na epinefrina, utilizando diferentes filamentos condutivos produzidos a partir de compósitos de polímeros e negro de fumo (carbon black, CB). A proposta será realizada durante estágio de curta duração no Laboratório de Sensores, Nanomedicina e Materiais Nanoestruturados, sob a supervisão do Prof. Dr. Bruno Campos Janegitz (UFSCar), e integra a linha de pesquisa do grupo do Prof. Dr. Rafael de Queiroz Ferreira (UFES), consolidando uma colaboração entre as duas instituições.Os filamentos condutivos constituem o principal material de base para a fabricação de sensores impressos em 3D, possibilitando o controle preciso de geometria, reprodutibilidade e desempenho eletroquímico. Neste trabalho, serão avaliados filamentos compostos por polímero de ácido polilático (PLA), polipropileno (PP) e misturas PLA/PP, todos incorporando 25% de CB (VULCAN® XC72) como fase condutora e óleo de babaçu como plastificante. A escolha dos polímeros visa explorar as vantagens e limitações de cada matriz: o PLA, amplamente utilizado por sua fácil processabilidade e caráter biodegradável, e o PP, reconhecido por sua resistência química e térmica superior, ainda que menos explorado em sensores. A formulação mista PLA/PP/CB tem potencial para combinar propriedades mecânicas e elétricas favoráveis, oferecendo uma rota inovadora para a produção de filamentos com desempenho otimizado.Após a produção dos filamentos, os sensores serão confeccionados por modelagem por deposição fundida (FDM), técnica que permite o controle dimensional e a personalização dos eletrodos. As superfícies obtidas serão caracterizadas quanto à morfologia (microscopia eletrônica de varredura - MEV), estrutura (difração de raios X - DRX e espectroscopia de infravermelho - FTIR) e comportamento eletroquímico (voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica). A partir dessas análises, serão comparados o desempenho e a sensibilidade dos sensores na detecção de dopamina e epinefrina, neurotransmissores de grande relevância biomédica associados a distúrbios neurológicos e cardiovasculares.Além de seus objetivos científicos, o projeto possui uma dimensão formativa essencial. O estágio permitirá ao estudante adquirir experiência prática em manufatura e extrusão de filamentos condutivos, aliando conhecimento em materiais poliméricos, impressão 3D e eletroanálise aplicada à área de biossensores. Espera-se que os resultados obtidos contribuam para o avanço do uso de materiais condutivos alternativos na fabricação de sensores sustentáveis e de baixo custo, com aplicação potencial em sistemas de monitoramento clínico e ambiental.A realização deste trabalho reforça a cooperação entre os grupos de pesquisa da UFES e da UFSCar, promovendo a formação de recursos humanos qualificados e o intercâmbio de conhecimento técnico-científico. Assim, o projeto alinha-se aos objetivos do Programa Aristides Pacheco Leão de Estímulo a Vocações Científicas (FAPESP), ao integrar formação acadêmica, inovação tecnológica e aplicação prática em um contexto interdisciplinar.