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Fabricação de dispositivos microfluídicos visando aplicações em agricultura de precisão e bioenergia

Processo: 14/03691-7
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2014 - 31 de janeiro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Antonio Riul Júnior
Beneficiário:Antonio Riul Júnior
Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Microfluídica  Nanosensores  Grafenos  Sensores  Agricultura de precisão  Análise do solo  Bioenergia 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:análise de solos | argila montmorilonita | Grafeno | Microfluídica | Nanoestruturação | Pedot | sensores

Resumo

Este projeto visa ao estudo e fabricação de filmes automontados nanoestruturados (LbL, do inglês layer-by-layer) envolvendo nanofolhas de óxido de grafeno, PEDOT, e argila Montmorilonita (MMT) no interior de microcanais, em diferentes combinações e arquiteturas moleculares. O objetivo principal é o desenvolvimento de dispositivos microfluídicos junto ao Laboratório de Bioenergia (LABIOEN) na UNICAMP, através de estruturas supramoleculares que facilitem a posterior incorporação de ionóforos, enzimas, bactérias ou nanopartículas metálicas, para detecção de elementos de interesse (fósforo, potássio, sódio e cálcio) e diferenciação de amostras de solo, além de estudos envolvendo biocélulas combustíveis. O uso de PEDOT e MMT é altamente promissor pela disponibilização de sítios de carga que poderão contribuir positivamente tanto para a troca iônica quanto para a nanoestruturação de materiais, enquanto o grafeno tem merecido destaque especial no desenvolvimento de sensores em relação a amplificação de reações catalíticas e transporte de materiais, com contribuições significativas para a sensibilidade e limite de detecção em diversos dispositivos e aplicações. O uso da microfluídica permite realizar separações e detecções com alta resolução e sensibilidade, diminuição no tempo de análise, além do baixo custo envolvido, agregando valor ao desenvolvimento de dispositivos do tipo lab-on-a-chip, estando atualmente na fronteira de conhecimentos de nanociência e nanotecnologia. Nosso interesse é a aplicação dos filmes nanoestruturados em dispositivos microfluídicos, contribuindo para o desenvolvimento de sensores aplicados à agricultura de precisão, para a análise de solos, além de estudos para formação de dispositivos capazes de converter energia química de álcool ou açúcar em energia elétrica (biocélulas a combustível) (AU)

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Publicações científicas (14)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
HENSEL, RAFAEL C.; BRAUNGER, MARIA L.; OLIVEIRA, BRUNO; SHIMIZU, FLAVIO M.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; HILLENKAMP, MATTHIAS; RIUL, JR., ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. ontrolled Incorporation of Silver Nanoparticles into Layer-by-Layer Polymer Films for Reusable Electronic Tongue. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 4, n. 12, p. 14231-14240, . (15/14836-9, 14/03691-7, 16/12807-4, 07/01722-9, 18/22214-6)
HENSEL, RAFAEL C.; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; RIUL JR, ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. Dielectric Permittivity and Surface Charge Density in Layer-by-Layer Poly(diallyldimethylammonium chloride)/Poly(styrenesulfonate) Nanostructured Films: Implications for Biosensing. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 3, n. 2, p. 1749-1754, . (14/03691-7)
LY, KALLY C. S.; JIMENEZ, MAWIN J. M.; CUCATTI, SILVIA; VOLPATI, DIOGO; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; SHIMIZU, FLAVIO M.; ALMEIDA, TIAGO P.; RODRIGUES, VARLEI; DA SILVA, JOSE ALBERTO F.; ALVAREZ, FERNANDO; et al. Water enabled self-healing polymeric coating with reduced graphene oxide-reinforcement for sensors. SENSORS AND ACTUATORS REPORTS, v. 3, . (14/03691-7)
JIMENEZ, MAWIN J. M.; DE OLIVEIRA, RAFAEL F.; BUFON, CARLOS CESAR B.; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; RODRIGUES, VARLEI; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; ALVAREZ, FERNANDO; CESAR, CARLOS LENZ; RIUL JR, ANTONIO. Enhanced mobility and controlled transparency in multilayered reduced graphene oxide quantum dots: a charge transport study. Nanotechnology, v. 30, n. 27, . (14/25979-2, 14/03691-7)
HENSEL, RAFAEL C.; RODRIGUES, KEVIN L.; PIMENTEL, VINICIUS DO L.; RIUL, JR., ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. Automated self-assembly and electrical characterization of nanostructured films. MRS COMMUNICATIONS, v. 8, n. 2, p. 283-288, . (14/03691-7)
DAIKUZONO, CRISTIANE M.; SHIMIZU, FLAVIO M.; MANZOLI, ALEXANDRA; RIUL, JR., ANTONIO; PIAZZETTA, MARIA H. O.; GOBBI, ANGELO L.; CORREA, DANIEL S.; PAULOVICH, FERNANDO V.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.. Information Visualization and Feature Selection Methods Applied to Detect Gliadin in Gluten-Containing Foodstuff with a Microfluidic Electronic Tongue. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 9, n. 23, p. 19646-19652, . (14/16789-5, 13/14262-7, 14/03691-7, 12/15543-7)
BRAUNGER, MARIA L.; SHIMIZU, FLAVIO M.; JIMENEZ, MAWIN J. M.; AMARAL, LUCAS R.; DE OLIVEIRA PIAZZETTA, MARIA H.; GOBBI, ANGELO L.; MAGALHAES, PAULO S. G.; RODRIGUES, VARLEI; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; RIUL, JR., ANTONIO. Microfluidic Electronic Tongue Applied to Soil Analysis. CHEMOSENSORS, v. 5, n. 2, . (14/03691-7, 13/14262-7, 13/50942-2, 12/15543-7, 15/14836-9)
GAAL, GABRIEL; MENDES, MELISSA; DE ALMEIDA, TIAGO P.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; GOBBI, ANGELO L.; RIUL, JR., ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. Simplified fabrication of integrated microfluidic devices using fused deposition modeling 3D printing. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 242, p. 35-40, . (14/03691-7)
GAAL, GABRIEL; DA SILVA, TATIANA A.; GAAL, VLADIMIR; HENSEL, RAFAEL C.; AMARAL, LUCAS R.; RODRIGUES, VARLEI; RIUL, JR., ANTONIO. 3D Printed e-Tongue. FRONTIERS IN CHEMISTRY, v. 6, . (15/21616-5, 17/06985-0, 14/03691-7, 15/14836-9)
HENSEL, RAFAEL C.; GONCALVES, MARIA H.; RODRIGUES, KEVIN L.; OIKO, VITOR T. A.; PIMENTEL, VINICIUS DO L.; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; HILLENKAMP, MATTHIAS; RIUL, JR., ANTONIO; RODRIGUES, VARLEI. Monitoring and modeling the deposition of metal nanoparticles on surfaces by impedance. Applied Surface Science, v. 544, . (16/12807-4, 14/03691-7, 13/14262-7)
JIMENEZ, MAWIN J. M.; DE OLIVEIRA, RAFAEL F.; SHIMIZU, FLAVIO M.; BUFON, CARLOS CESAR B.; RODRIGUES, VARLEI; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; RIUL JR, ANTONIO. Poole-Frenkel emission on functionalized, multilayered-packed reduced graphene oxide nanoplatelets. Nanotechnology, v. 29, n. 50, . (14/25979-2, 14/03691-7)
HENSEL, RAFAEL C.; MOREIRA, MURILO; RIUL, JR., ANTONIO; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; RODRIGUES, VARLEI; HILLENKAMP, MATTHIAS. Monitoring the dispersion and agglomeration of silver nanoparticles in polymer thin films using localized surface plasmons and Ferrell plasmons. Applied Physics Letters, v. 116, n. 10, . (14/03691-7, 13/14262-7, 16/12807-4)
GAAL, GABRIEL; DA SILVA, TATIANA A.; GAAL, VLADIMIR; HENSEL, RAFAEL C.; AMARAL, LUCAS R.; RODRIGUES, VARLEI; RIUL, ANTONIO, JR.. 3D Printed e-Tongue. RONTIERS IN CHEMISTR, v. 6, p. 8-pg., . (14/03691-7, 15/14836-9, 15/21616-5, 17/06985-0)
JIMENEZ, MAWIN J. M.; OLIVEIRA, RAFAEL F.; ALMEIDA, TIAGO P.; HENSEL FERREIRA, RAFAEL C.; BUFON, CARLOS CESAR B.; RODRIGUES, VARLEI; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA H. O.; RIUL, JR., ANTONIO. Charge carrier transport in defective reduced graphene oxide as quantum dots and nanoplatelets in multilayer films. Nanotechnology, v. 28, n. 49, . (14/25979-2, 14/03691-7)

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