Dispositivos eletroquímicos flexíveis empregando papel pirolisado

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Damasceno, Sergio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Papel pirolisado; Eletrodos flexíveis; Dispositivos alongáveis; Nanofilmes; Polidopamina; Pyrolyzed paper; Flexible electrodes; Stretchable electrochemical devices; Nanofilms; Polydopamine
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/191084

Materiais de carbono obtidos por pirólise de celulose e biopolímeros sintéticos têm sido am-plamente investigados para aplicações no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Eles apresentam excelentes propriedades elétricas, mas são extremamente frágeis. Então uma alter-nativa seria integrar esses materiais em elastômeros. Assim, para a contornar a fragilidade e a questão de adesão de materiais condutores em substratos alongáveis, neste trabalho é proposto um novo método de fabricação para desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos. Inspira-do no sistema redox eficiente das plantas e que está firmemente aderido ao solo pela estrutura das raízes, foi desenvolvido um processo de retardo do fluxo capilar do polidimetilsiloxano (PDMS) na estrutura pirolisada modificada, de forma que fibras pirolisadas integradas no elas-tômero possam garantir adesão e estabilidade mecânica, e que parte delas fique exposta para possibilitar atividade eletroquímica na interface. Baseado no modelo matemático de Lucas-Washburn, as mudanças na superfície das fibras de papel por conta da adição de acetato de celulose e a diminuição do raio dos poros resulta no retardo do fluxo da solução polimérica viscosa na estrutura porosa. Como resultado foi obtida uma superfície de eletrodo de carbono altamente ativa para reações redox. Além disso, testes mecânicos com o dispositivo flexiona-do, dobrado, e alongado, demonstraram que uma deformação linear de até 75% do tamanho inicial não tem efeitos nas propriedades eletroquímicas após o teste. O eletrodo foi ainda fun-cionalizado com polidopamina e azul de Meldola (PDA/AM) para avaliar as atividades eletro-catalíticas e alterar a molhabilidade de superfície. Como resultado o nanofilme permitiu espa-lhamento homogêneo de soluções aquosas na interface do eletrodo, por conta da diminuição do ângulo de contato, e o desenvolvimento de um sistema de auto coleta de amostras líquidas. Além disso, foi possível utilizá-lo como sensor para detecção de NADH através do ancora-mento do mediador redox AM. Testes mecânicos após a funcionalização indicaram que esse sistema do nanofilme cooperativo não altera as propriedades de molhabilidade e atividade eletrocatalítica, de forma que o dispositivo mostrou a mesma performance eletroquímica antes e após ensaios de alongamento.