Dispositivos sensores de compostos orgânicos voláteis baseados em heteroestruturas ocas de ZnO/semicondutores do tipo-p

Resumo

A detecção de compostos orgânicos voláteis (do inglês, VOCs) é de grande interesse, pois esses podem ser tóxicos, explosivos, inflamáveis ou serem exalados na respiração humana, funcionando como biomarcadores. Dentre as diferentes formas de detectar VOCs, o uso de óxidos metálicos semicondutores é a mais promissora. Esses materiais têm seu mecanismo de funcionamento simples baseado em mudança de condutância, fácil produção e baixo custo. No entanto, esses materiais possuem algumas limitações, como alta temperatura de operação, baixa seletividade ao analito, baixa sensibilidade e interferências pela umidade. Tendo em vista essas limitações, a presente proposta de pesquisa pretende estudar o efeito de estruturas ocas de ZnO modificadas com semicondutores do tipo-p na detecção de VOCs (ex: álcoois, cetonas, aldeídos, aminas, compostos aromáticos) a temperatura ambiente na presença de umidade, similares as condições ambientais e respiração humana. Espera-se obter materiais com excelente performance na detecção de VOCs a temperatura ambiente, devido ao efeito das estruturas ocas, que promovem um aumento da difusão e da área superficial, e na presença de umidade, devido ao efeito promovido pela heterojunção p-n, onde o semicondutor do tipo-p torna o material menos suscetível ao efeito prejudicial da umidade. Ademais, um dos maiores desafios da pesquisa será desenvolver novos dispositivos sensores miniaturizados (com baixo custo de produção) com o auxílio de impressora 3D para detecção de VOCs em condições ambientais e de respiração humana, visando a aplicação real. Esta proposta contará com o apoio do auxílio à pesquisa regular financiado pela FAPESP (Processo 17/01267-1). (AU)