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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Reagentless and sub-minute laser-scribing treatment to produce enhanced disposable electrochemical sensors via additive manufacture

Texto completo
Autor(es):
Rocha, Diego P. [1] ; Ataide, Vanessa N. [1] ; de Siervo, Abner [2] ; Gonsalves, Josue M. [1] ; Munoz, Rodrigo A. A. [3] ; Paixa, Thiago R. L. C. [1] ; Angnes, Lucio [1]
Número total de Autores: 7
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, Dept Fundamental Chem, Inst Chem, BR-05508000 Sao Paulo, SP - Brazil
[2] Univ Estadual Campinas, Appl Phys Dept, Inst Phys Gleb Wataghin, BR-13083859 Campinas, SP - Brazil
[3] Univ Fed Uberlandia, Inst Chem, BR-38400902 Uberlandia, MG - Brazil
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL; v. 425, DEC 1 2021.
Citações Web of Science: 5
Resumo

3D printing is the most popular form of additive manufacturing, and conductive 3D-printed platforms have been recognized as an emerging class of devices with high potential for electrochemistry. Nevertheless, as-printed electrodes provide poor conductivity due to the presence of high amounts of insulating thermoplastic material, requiring surface post-treatments to enhance their electrochemical performance. Such treatments often employ non-eco-friendly, costly, and time-consuming protocols. In this regard, we propose, for the first time, a sub-minute (around 50 s) and reagentless surface treatment of carbon-black/PLA-based 3D-printed electrodes using a Photo-Thermal approach by a CO2 laser. After the proposed treatment (optimized conditions: the power of 6.2%, the scan rate of 20 mm s-1, and height of 10 mm), a marked improvement in the electrochemical electrode response (current increase and peak-to-peak separation) was achieved towards the detection of catechol, ascorbic and uric acids, paracetamol, hexaammineruthenium(III) chloride, and Ferri/ferrocyanide redox couple. The enhanced simultaneous determination of Cd2+, Pb2+, and Cu2+ was also demonstrated. As a proof-ofconcept, the quantification of the adulterant paracetamol in a real seized cocaine sample was performed using a fully 3D-printed electrochemical system, and a good recovery value of 97.8% was acquired. To explain all the improved results, the electrode was carefully characterized by imaging, spectroscopic and electrochemical techniques. Additionally, the between-measurement % relative standard deviation (%RSD) was 6.8% (n = 12), while the between-device %RSD was 7.5% (n = 6) at the 1 mu mol L-1 paracetamol, indicating adequate manufacturing reproducibility. Thus, the strategies developed here open up new possibilities for applications of carbon-based 3D-printed electrodes in analytical electrochemistry. (AU)

Processo FAPESP: 07/08244-5 - Estudo das propriedades magnéticas de filmes ultrafinos e nanopartículas de Pd e PdAu via XMCD
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Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 18/14462-0 - Fabricação de dispositivos eletroquímicos em papel visando à aplicação em amostras de interesse clínico e ambiental
Beneficiário:Vanessa Neiva de Ataide
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 07/54829-5 - Estrutura eletrônica e geométrica de nano materiais: um estudo por radiação sincroton
Beneficiário:Richard Landers
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 18/16896-7 - Desenvolvimento de sensores amperométricos e impedimétricos baseados em hidróxidos duplos de níquel e Vanádio (alfa-NixV1-x(OH)2) e seus nanocompósitos com grafite expansível/grafenos
Beneficiário:Josué Martins Gonçalves
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 14/50867-3 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Bioanalítica
Beneficiário:Marco Aurelio Zezzi Arruda
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 18/08782-1 - Sensores químicos miniaturizados e integrados: novas plataformas de fabricação para aplicações biológicas, clínicas e ambientais
Beneficiário:Mauro Bertotti
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 20/00325-0 - Produção de filamentos condutivos contendo nanomateriais de carbono e nanopartículas metálicas para o desenvolvimento de biossensores eletroquímicos não enzimáticos de baixo custo via manufatura aditiva
Beneficiário:Diego Pessoa Rocha
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado