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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.88.2002.tde-24062015-205929
Document
Author
Full name
Carlos Eduardo Borato
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2002
Supervisor
Committee
Mattoso, Luiz Henrique Capparelli (President)
Oliveira Junior, Osvaldo Novais de
Riul Júnior, Antonio
Title in Portuguese
Estudo de filmes poliméricos ultrafinos de polianilinas para aplicação em sensores
Keywords in Portuguese
Filmes ultrafinos
Materiais sensíveis
Sensor gustativo
Sensor olfativo
Abstract in Portuguese
Filmes ultrafinos de polímeros condutores, polímeros naturais e lipídios foram depositados sobre microeletrodos interdigitados a fim de se desenvolver sensores capazes de detectar gases liberados durante o processo de amadurecimento de frutas e avaliar a qualidade de bebidas. Foi investigado o efeito do ácido dopante em um filme self-assembly de poli(o-etoxianilina) (POEA) na detecção do gás etileno utilizando-se medidas elétricas em corrente contínua (DC). Observou-se um aumento na sensibilidade do dispositivo aos gases quando o polímero é dopado com o ácido p-toluenosulfônico, acompanhado de um comportamento não ôhmico na resposta elétrica do sensor. Em contraste, a dopagem da POEA em ácido clorídrico indica um comportamento ôhmico, sem melhorar a sensibilidade do sensor polimérico ao gás. O sensoriamento dos gases etileno e CO2 também foi realizado por meio das medidas elétricas em corrente alternada (AC), que se mostrou mais eficiente tanto na aquisição dos dados quanto na sensibilidade do sensor aos gases de interesse. A variação de umidade foi observada de forma bastante pronunciada pelo sensor polimérico, que demonstrou menores valores de resistência elétrica para maiores valores de umidade relativa. A combinação das diferentes técnicas de deposição de filmes ultrafinos, automontagem (SA) e Langmuir - Blodgett (LB), e a escolha adequada de diversos materiais (polímeros condutores, lignina e lipídio) para a fabricação das unidades sensoriais de uma "língua eletrônica" permitiu o reconhecimento de soluções padrões de paladares distintos e a análise da qualidade de vinhos. A sensibilidade da língua eletrônica mostrou-se acima da sensibilidade humana, sendo muito eficiente tanto na diferenciação de vinhos com características semelhantes de paladar, como por exemplo, distinguir Cabernet Sauvignon de Cabemet Franc, como entre vinhos rosados, brancos e tintos de diferentes tipos e produtores. O modelo teórico que combina capacitores e resistores em um circuito equivalente descreveu com muito boa aproximação o comportamento do sistema em estudo, o que foi evidenciado pela boa concordância entre os valores calculados e aqueles encontrados na literatura para as constantes dielétricas do 16-mero e ácido esteárico.
Title in English
Not available
Keywords in English
Not available
Abstract in English
Ultra-thin films of conducting polymers, a natural polymer and a lipid-like material were deposited onto gold interdigitated rnicroelectrodes envisaging the development of sensors able to detect gases released in the fruit ripening process and also to evaluate the quality of some beverages. It was checked the doping effect over a self assembled film of poly(o-ethoxyalinine) (POEA) regarding to the detection of ethylene through DC measurements. The POEA doping with p-toluenesulphonic acid (TSA) leads to a non-ohmic behavior and to an increase in the sensitivity of the device. On the other band, HCI doping points to an ohmic behavior regardless to the gas with no improvement in the sensor sensitivity. AC measurements were also acquired in the assessment of the sensor, displaying a better data acquisition and a higher sensibility of the polymeric film to the gaseous species ana1ysed. The humidity effect was quite strong in the sensor response, as the polymeric film became more conducting at high humidity environments. The combination of the self-assembly and Langmuir-Blodgett techniques together with the right choice of the materials (conducting polymers, a natural polymer and stearic acid) to make the sensing units of an electronic tongue allowed the distinction of tastants and the appraisal of wine quality in a simple and cheaper way than the conventional techniques normally employed in the analysis of complex liquid system threshold of the device was quite below of that observed in humans, and a very good efficiency was observed in the distinction of similar wines, e.g., Cabernet Sauvignon and Cabernet Franc as well as between white, rose and red wines from different brands and producers. A theoretical model using an equivalent circuit described well the system investigated providing a very good agreement between the relative permittivity values found in the literature and those from the curve fitting for 16-mer polyaniline and stearic acid
 
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Publishing Date
2015-08-14
 
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