Desenvolvimento de sensores eletroquímicos baseados em grafeno induzido a laser
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Tipo
Dissertação
Data de publicação
2025-04-29
Periódico
Citações (Scopus)
Autores
Pereira, Ketley Caroline Rocha
Orientador
Silva, Cecilia de Carvalho Castro e
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Maroneze, Camila Marchetti
Meloni, Gabriel Negrão
Meloni, Gabriel Negrão
Programa
Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Resumo
Devido à necessidade de se desenvolver sensores eletroquímicos mais sensíveis para
determinações analíticas, há uma busca por novos materiais aplicáveis nessa área. Neste
sentido, as propriedades únicas e aplicações versáteis do grafeno induzido por laser (LIG) têm
atraído grande interesse. Deste modo, este trabalho demonstra a investigação realizada visando
o desenvolvimento de sensores eletroquímicos baseados em LIG em substratos de poliimida
(PI) e otimização multivariada do LIG utilizado para fabricação dos eletrodos de trabalho, onde
foram consideradas as variações em parâmetros do laser e sua influência nas propriedades do
LIG e dos eletrodos obtidos. Para a confecção dos sensores, os eletrodos de trabalho e contra eletrodos foram obtidos por indução de laser (comprimento de onda de 450 nm e potência de
1,5 W), enquanto o pseudoeletrodo de referência foi produzido pela deposição de tinta de prata
e formação de uma camada de Ag/AgCl via tratamento com solução de HClO (2-2,5%). A
formação do LIG foi confirmada por espectroscopia Raman e medidas de resistência de folha.
A caracterização eletroquímica do pseudo-eletrodo de Ag/AgCl foi realizada por potencial de
circuito aberto (OCP) e voltametria cíclica, comparando-se com um sensor comercial. Como
prova de conceito, a detecção do dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NADH), biomarcador
crítico associado a diversas doenças do sistema nervoso central como Alzheimer, esclerose
múltipla e/ou infecções no sistema nervoso, foi realizada por amperometria, avaliando-se
concentrações de 5 µM a 10 mM. Os resultados foram comparados com sensores SPCE (screen printed carbon electrode), demonstrando a viabilidade da metodologia para fabricação de
eletrodos. Foi realizado também um estudo para avaliar a influência dos parâmetros do laser
nas propriedades do LIG, considerando diferentes valores de potência, velocidade de varreduras
e número de passos (varreduras). Ensaios de espectroscopia Raman, espectroscopia de
fotoelétrons excitados por raios X, ângulo de contato, resistência de folha, rugosidade e
voltametria cíclica foram realizados, correlacionando as propriedades físico-químicas com as
respostas eletroquímicas em NADH, sendo observado a sua influência na corrente e no
potencial de oxidação da espécie. Os resultados obtidos confirmam o potencial do LIG como
plataforma promissora para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos sensíveis e de baixo
custo, destacando a importância da otimização de parâmetros de laser na modulação das
propriedades físico-químicas e eletroanalíticas dos eletrodos.
Descrição
Palavras-chave
grafeno induzido a laser , sensores eletroquímicos , otimização de parâmetros