Sensores eletroquímicos à base de grafeno obtidos pela indução a laser da celulose bacteriana

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Scheidt, Desirée Tamara
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: bacterial cellulose; celulose bacteriana; electroanalysis; eletroanálises; ePAD; grafeno induzido à laser; laser induced graphene
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-03042024-080310/

A eletroquímica, aliada a plataformas sustentáveis como papel e celulose bacteriana, viabiliza dispositivos portáteis, econômicos e de fácil operação. Entretanto, as abordagens convencionais para desenvolver dispositivos analíticos eletroquímicos baseados em papel frequentemente se mostram complexas, com baixa reprodutibilidade e dificuldades de escalonamento. Propomos aqui uma metodologia inovadora, prática e de uma única etapa para a geração de grafeno induzido por laser em superfícies de celulose bacteriana. Esta técnica elimina a dependência de reagentes químicos e de condições ambientais específicas para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos. O método de produção, que inclui a aplicação de laser CO2 e a funcionalização do substrato, foi otimizado. O grafeno obtido foi extensivamente caracterizado, destacando-se por seu elevado grau de grafitização, porosidade e elevada área superficial específica (300 mm2). A técnica de gravação a laser, de forma direta e eficiente, simplifica a fabricação de eletrodos em larga escala, garantindo uma notável consistência dos sinais potenciométricos, com mínima variação entre medições (3,41%) e entre dispositivos (1,09%). A eficácia do sensor recém-desenvolvido foi avaliada para a análise quantitativa do acetaminofeno. Esta avaliação revelou a alta precisão do sensor na determinação desse medicamento, evidenciada pelos limites de detecção e quantificação de 1,65 e 5,00 µmol L-1, respectivamente. Adicionalmente, o sensor demonstrou grande potencial para uso em amostras biológicas, especificamente em urina, com taxas de recuperação do acetaminofeno variando entre 93% e 114%. Esses resultados, aliados à facilidade de acesso aos materiais, à simplicidade dos equipamentos empregados e às notáveis propriedades do material obtido, destacam este método como uma abordagem inovadora e sustentável para a fabricação e aplicação de sensores eletroquímicos baseados em papel.