Desenvolvimento e caracterização de etiquetas de identificação por radiofrequência utilizadas como sensores físico-químicos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: De Lima, Guilherme Rodrigues
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Etiquetas de identificação por radiofrequência; Comunicação sem-fio; Filmes finos; Dispositivos eletrônicos; Sensores físico-químicos; Amplificador Lock-In; Radio-frequency identification tags; Wireless communication; Thin films; Electronic devices; Physical-chemical sensors; Lock-In amplifier
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/243271

Neste trabalho, desenvolvemos e caracterizamos etiquetas (“tags”) de identificação por radiofrequência (RFID) para a utilização como sensores físico- químicos. Em uma primeira etapa, trabalhamos com tags passivas de alta frequência (HF) comerciais (Texas CI) acopladas a sensores de filme fino de diferentes materiais manipulados e depositados em nosso laboratório. Foram utilizados filmes de óxidos metálicos (ZnO, IZO, AZO e ITO) depositados por pulverização catódica (RF sputtering) sobre eletrodos interdigitados com o intuito de demonstrar uma resposta diferenciada para cada material quando expostos à radiação ultravioleta (UVA). Filmes de polianilina (Pani), depositados por drop casting, foram utilizados acoplados às tags RFID para demonstrar a viabilidade de utilização como sensor químico (HCl) em ambiente aquoso. Foi desenvolvido todo um sistema de detecção sem-fio por radiofrequência na faixa de operação das tags (em torno de 13,56 MHz), assim como foi realizada uma comparação com a detecção por conexão de campo próximo (near field connection – NFC) utilizando um smartphone. Foram também desenvolvidas tags tanto sobre placas de circuito impresso (PCBs) quanto sobre substratos flexíveis, para a manufatura de conjuntos (“arrays”) de quatro antenas operando a frequencias ligeiramente diferentes (no intervalo de 10 MHz a 18 MHz), acoplados a diferentes filmes orgânicos/híbridos (Pani:pTSA, PEDOT:PSS, MWCNT:P4VP e MoS2:P4VP:PSS), com o intuito de realizar uma detecção multivariada de diferentes compostos orgânicos voláteis (VOCs). O resultado é um espectro em frequência que permite determinar o tipo de composto volátil e sua concentração sem a necessidade de conexão por fios. A tecnologia nesse trabalho fornece um método barato e simples para a detecção tanto de substâncias químicas quanto a de medida de grandezas físicas sem a necessidade de sistemas complexos de medida, podendo utilizar protocolos disponíveis em dispositivos como tablets e smartphones.