Desenvolvimento de um compósito polimérico de Poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT) e materiais a base de carbono para fabricação de substratos flexíveis e biodegradáveis para aplicação eletroquímica - Maciel, Cristiane Carla (2023)
Neste trabalho foram desenvolvidos sensores eletroquímicos fabricados a partir de materiais de carbono e polímero flexível. O material polimérico utilizado foi o poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT) como substrato que é um copoliéster biodegradável e biocompatível e possui excelentes estabilidade térmica e propriedades mecânicas. Primeiramente, o estudo foi realizado a partir da fabricação de um eletrodo a base de PBAT e grafite, o qual mostrou flexibilidade de 180° com resposta eletroquímica estável por 20 vezes, totalizando 200 ciclos de flexão. Sob condições otimizadas, o sensor g-PBAT flexível mostrou excelente atividade eletroquímica para detecção de hidroquinona (HQ) pelo método DPV (do inglês Differential Pulse Voltammetry), exibindo um comportamento linear na faixa de concentração de 0,1 a 1,4 mM, com um LD (limite de detecção) de 1,01 µM e LQ (limite de quantificação) 3,4 µM. Posteriormente, esse eletrodo foi submetido a modificação da superfície utilizado a técnica Layer by Layer (LbL) com nanopartículas de ouro e ftalocianina de cobre (g-PBAT/AuNPs). Neste sistema foi realizada a determinação simultânea de catecol (CC) e paraquat (PQ) por DPV, onde apresentou sensibilidade e limite de detecção iguais a 0,151 µ (mA cm-2) (M)-1 e 1,36 µM para o CC e 0,148 µ (mA cm-2) (M)-1 e 1,31 µM para o PQ, respectivamente. O eletrodo g-PBAT/AuNPs exibiu boa precisão, seletividade e estabilidade. Em um segundo momento foi utilizado materiais de carbono em escala nano, os carbon nitrite dots (CNDs), juntamente com o PBAT para fabricação de sensores eletroquímicos. O sensor foi utilizado para detectar simultaneamente cádmio (Cd2+) e cobre (Cu2+) na presença de luz UVB na faixa de concentrações de 0,1 a 1,0 mM e apresentaram uma correlação linear de R2 = 0,988 e sensibilidade de (3,79 ± 0,21) x 10-5 (mA cm-2) (M)-1 para o cádmio e R2 = 0,975 e sensibilidade de (2,06 ± 0,14) x 10-5 (mA cm-2) (M)-1 para o cobre. Os valores LD e LQ obtidos para o cádmio foram 2,75 x 10-6 M e 9,16 x 10-6 M, e para o cobre foram 7,09 x 10-6 M e 2,36 x 10-5 M, respectivamente. Estes valores indicaram o sucesso do sensor PBAT/CNDs com estímulo da luz UVB para detectar os metais simultaneamente em baixas concentrações. No geral, o objetivo de produzir materiais compósitos a partir da mistura de um material polimérico e materiais de carbono para fabricação de sensores eletroquímicos flexíveis foi alcançado com sucesso.