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Copper Electrodes via 3D Printing and Laser Sintering Fabrication for Nonenzymatic Glucose Detection

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Autor(es):
Silva, Priscila S. L. ; Araujo, Diele A. G. ; Medeiros, Debora N. ; Ando, Romulo A. ; Pradela-Filho, Lauro A. ; Paixao, Thiago R. L. C.
Número total de Autores: 6
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ACS APPLIED ELECTRONIC MATERIALS; v. 7, n. 14, p. 9-pg., 2025-07-03.
Resumo

Glucose is considered an important marker for medical and food applications. Usually, glucose quantification is performed using a copper wire electrode. However, considering the growing demand for point-of-need analyses, the fabrication of disposable sensors has become an emerging technology. This study reports on the fabrication of disposable copper electrodes by combining fusion deposition modeling (FDM) 3D printing and laser sintering (LS). A copper/polylactic acid plate was first printed using an FDM 3D printer. Subsequently, a specific surface area was precisely sintered using an infrared (IR) laser engraving machine, resulting in an electrically conductive copper film, as confirmed by voltammetry and scanning electron microscopy characterizations. The laser processing parameters were optimized considering sensor sensitivity for glucose oxidation through amperometric measurements. The best parameters included the 1.6 W laser power, 5 mm s-1 scan rate, 12 mm height, and 0.1750 mm distance between the laser engraver's beamlines. Under optimum experimental conditions, the electrodes showed a linear response from 0.5 to 7.5 mmol L-1 glucose, with their analytical applicability further demonstrated for the analysis of oral rehydration solution samples. Therefore, this work presents a straightforward approach for fabricating disposable copper electrode surfaces, offering rapidity, versatility, and potential utility for sensing applications beyond glucose quantification. (AU)

Processo FAPESP: 22/11346-4 - Sistemas microfluídicos impressos em 3D para aplicações analíticas biológicas
Beneficiário:Lauro Antonio Pradela Filho
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
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: 23/00246-1 - Dispositivos miniaturizados visando à produção em larga escala: fabricação, caracterização e aplicações in-situ
Beneficiário:Mauro Bertotti
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 22/01810-5 - Plataformas microfluídicas fabricadas com fios têxteis e impressão 3d para eletroanálises de amostras clínicas, ambiental e biológicas
Beneficiário:Diele Aparecida Gouveia Araújo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 21/00205-8 - Dispositivos analíticos miniaturizados e/ou microfluídicos para aplicações biológicas
Beneficiário:Lauro Antonio Pradela Filho
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado