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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

Processo: 20/00325-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2020
Vigência (Término): 24 de julho de 2021
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Pesquisador responsável:Lucio Angnes
Beneficiário:Diego Pessoa Rocha
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Eletroanalítica   Materiais nanoestruturados   Materiais termoplásticos   Carbono   Nanopartículas metálicas   Técnicas biossensoriais   Impressão tridimensional   Eletrodos

Resumo

Impressão 3D é a forma mais popular de Manufatura Aditiva (MA). Essa tecnologia admite a produção de objetos tridimensionais com as mais variadas aplicações em muitos campos, com destaque para a área química. Vários dispositivos eletroquímicos comercializados, tais como eletrodos impressos e principalmente células eletroquímicas, possuem custos relativamente elevados. Logo, a MA se mostra promissora, no ponto de vista econômico e científico, na construção de dispositivos eletroanalíticos melhorados. Para tal, a popularização das impressoras 3D permitiu que esses dispositivos passassem a ser impressos rapidamente a baixíssimos custos, requerendo apenas um desenho (projetado em software especializado), e de materiais poliméricos (termoplásticos). Além da MA possibilitar a criação de novos aparatos analíticos em configurações não disponíveis comercialmente, é possível imprimir eletrodos condutivos modificados com diferentes materiais utilizáveis para a análise de variados analitos. Nesse intuito, o presente projeto visa o desenvolvimento de filamentos modificados (compósitos) com materiais condutores de carbono (grafeno, carbon black e nanotubos de carbono) e nanopartículas metálicas (cobre, níquel e ouro), a partir de uma extrusora de filamentos, para a confecção de biossensores eletroquímicos não enzimáticos de baixo custo para a determinação seletiva de analitos de interesse biológico, dentre os quais glicose, ácido úrico e lactato em amostras biológicas. Na manufatura desses novos sensores serão avaliadas as melhores proporções entre os materiais modificadores e os termoplásticos, levando-se em consideração a resposta eletroquímica e a capacidade de impressão dos eletrodos. A caracterização dos filamentos modificados será feita através de técnicas como microscopia, Raman, infravermelho, espectroscopia de impedância eletroquímica, dentre outras. (AU)

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Publicações científicas (8)
(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)
ROCHA, DIEGO P.; ATAIDE, VANESSA N.; DE SIERVO, ABNER; GONSALVES, JOSUE M.; MUNOZ, RODRIGO A. A.; PAIXA, THIAGO R. L. C.; ANGNES, LUCIO. Reagentless and sub-minute laser-scribing treatment to produce enhanced disposable electrochemical sensors via additive manufacture. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 425, DEC 1 2021. Citações Web of Science: 4.
PEREIRA, JIAN F. S.; ROCHA, RAQUEL G.; CASTRO, SILVIA V. F.; JOAO, AFONSO F.; BORGES, PEDRO H. S.; ROCHA, DIEGO P.; DE SIERVO, ABNER; RICHTER, EDUARDO M.; NOSSOL, EDSON; GELAMO, V, ROGERIO; MUNOZ, RODRIGO A. A. Reactive oxygen plasma treatment of 3D-printed carbon electrodes towards high-performance electrochemical sensors. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 347, NOV 15 2021. Citações Web of Science: 0.
ATAIDE, VANESSA N.; ROCHA, DIEGO P.; DE SIERVO, ABNER; PAIXAO, THIAGO R. L. C.; MUNOZ, RODRIGO A. A.; ANGNES, LUCIO. Additively manufactured carbon/black-integrated polylactic acid 3Dprintedsensor for simultaneous quantification of uric acid and zinc in sweat. Microchimica Acta, v. 188, n. 11 NOV 2021. Citações Web of Science: 0.
GONCALVES, JOSUE M.; MARTINS, PAULO R.; ROCHA, DIEGO P.; MATIAS, TIAGO A.; JULIAO, MURILO S. S.; MUNOZ, RODRIGO A. A.; ANGNES, LUCIO. Recent trends and perspectives in electrochemical sensors based on MOF-derived materials. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 9, n. 28, p. 8718-8745, JUL 28 2021. Citações Web of Science: 0.
GONCALVES, JOSUE M.; ROCHA, DIEGO P.; SILVA, MURILLO N. T.; MARTINS, PAULO R.; NOSSOL, EDSON; ANGNES, LUCIO; ROUT, CHANDRA SEKHAR; MUNOZ, RODRIGO A. A. Feasible strategies to promote the sensing performances of spinel MCo2O4 (M = Ni, Fe, Mn, Cu and Zn) based electrochemical sensors: a review. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 9, n. 25, p. 7852-7887, JUL 7 2021. Citações Web of Science: 3.
GONCALVES, JOSUE M.; MARTINS, PAULO R.; ROCHA, DIEGO P.; MATIAS, TIAGO A.; JULIAO, MURILO S. S.; MUNOZ, RODRIGO A. A.; ANGNES, LUCIO. Recent trends and perspectives in electrochemical sensors based on MOF-derived materials. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 9, n. 28 JUN 2021. Citações Web of Science: 0.
GONCALVES, JOSUE M.; ROCHA, DIEGO P.; SILVA, MURILLO N. T.; MARTINS, PAULO R.; NOSSOL, EDSON; ANGNES, LUCIO; ROUT, CHANDRA SEKHAR; MUNOZ, RODRIGO A. A. Feasible strategies to promote the sensing performances of spinel MCo2O4 (M = Ni, Fe, Mn, Cu and Zn) based electrochemical sensors: a review. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, v. 9, n. 25 MAY 2021. Citações Web of Science: 1.
GONCALVES, JOSUE M.; SILVA, MURILLO N. T.; NAIK, KUSHA KUMAR; MARTINS, PAULO R.; ROCHA, DIEGO P.; NOSSOL, EDSON; MUNOZ, RODRIGO A. A.; ANGNES, LUCIO; ROUT, CHANDRA SEKHAR. Multifunctional spinel MnCo2O4 based materials for energy storage and conversion: a review on emerging trends, recent developments and future perspectives. JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, v. 9, n. 6, p. 3095-3124, FEB 14 2021. Citações Web of Science: 5.

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