Banca de DEFESA: LEONARDO HIDEKI HASIMOTO

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LEONARDO HIDEKI HASIMOTO
DATA : 18/03/2022
HORA: 14:00
LOCAL: remota
TÍTULO:

Funcionalização de dispositivos eletroquímicos baseados em papel com polidopamina

PÁGINAS: 97
RESUMO:

Dispositivos flexíveis baseados em papel e carbono têm sido aplicados no desenvolvimento de sensores eletroquímicos e dispositivos da área de energia e vêm ganhando notoriedade devido a simplicidade e facilidade de fabricação. Contudo, apesar desses dispositivos possuírem uma ampla faixa de aplicação, eles podem ser limitados em alguns casos requerendo etapas de funcionalização para garantir maior versatilidade, seletividade e estabilidade, para citar algumas vantagens. Desde a descoberta da polidopamina, esse material tem sido amplamente explorado na área de ciência dos materiais devido a sua grande capacidade adesiva, no entanto, pouca atenção tem sido dada à preparação de superfícies funcionalizadas para fabricação de dispositivos flexíveis à base de papel. Neste trabalho, é apresentado a fabricação de dispositivos eletroquímicos flexíveis de alto desempenho feitos a partir de materiais baratos e comuns como papel sulfite e lápis comercial e sua funcionalização com polidopamina. Inicialmente, eletrodos de trabalho foram preparados através do método de transferência direta denominado de pencil-drawing e foram submetidos a processos de tratamentos eletroquímicos para melhorar a cinética de transferência de elétrons. Em seguida, polidopamina foi formada sobre a superfície do eletrodo de trabalho utilizando a rota química de polimerização. Filmes de polidopamina (6 nm de espessura) sobre carbono foram caracterizados por ângulo de contato, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia confocal, microscopia de força atômica (topografia e medidas elétricas) e técnicas eletroquímicas. Após o processo de funcionalização foi observado que a presença do filme de polidopamina introduz funcionalidades químicas ricas em oxigênio e nitrogênio (como R-NH2 e R-C=O) que diminuem o ângulo de contato de 72° para 48°. Como verificado por microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal, o processo de tratamento eletroquímico ocasiona a formação de microfissuras que aumentam a rugosidade de superfície. Mapeamentos topográficos por microscopia de força atômica revelaram uma dificuldade em obter contraste após a formação do filme de polidopamina devido a alta rugosidade da superficie de carbono e baixa espessura do filme funcionalizante. Mapeamentos simultâneos realizados por gradiente de capacitância, por outro lado, claramente revelaram a presença de um filme que blinda o acoplamento capacitivo (diminuição de aproximadamente 50 %). Entretanto, como observado, o filme de polidopamina não bloqueia a transferência heterogênea de elétrons. De fato, foi observado uma das maiores constantes heterogêneas de transferência de elétrons para eletrodos baseados em papel (2,5 x 10^-3 cm s^-1), que é um parâmetro essencial para obter maiores correntes. Em adição, os resultados obtidos sugerem que funcionalidades carbonílicas se relacionam a eletroatividade do filme formado. Como prova de conceito, a eletro-oxidação de uma molécula relevante biologicamente, nicotinamida adenina dinucleotídeo, mostrou caracteristicas notáveis como menor potencial de oxidação, corrente de pico eletrocatalítica mais de 30 vezes maior quando comparado a eletrodos não modificados e constante eletrocatalítica de 8,2 x 10² L mol-1 s^-1.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - Interno ao Programa - 050.966.059-22 - MURILO SANTHIAGO - CNPEM
Membro Titular - Examinador(a) Interno ao Programa - 1544341 - WENDEL ANDRADE ALVES
Membro Titular - Examinador(a) Externo à Instituição - RODRIGO ALEJANDRO ABARZA MUNOZ - UFU
Membro Suplente - Examinador(a) Interno ao Programa - 2605463 - JOSE ANTONIO SOUZA
Membro Suplente - Examinador(a) Interno ao Programa - 007.041.553-62 - RENATO SOUSA LIMA - UNICAMP
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - MAURO BERTOTTI - USP
Membro Suplente - Examinador(a) Externo à Instituição - CAMILA MARCHETTI MARONEZE - UPM