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Title: Sensor de amônia à base de polímero eletrônico impresso em papel : desenvolvimento e caracterização.
Authors: Souza, Wflander Martins de
metadata.dc.contributor.advisor: Bianchi, Rodrigo Fernando
Gonçalves, Gislayne Elisana
Keywords: Polímeros
Semicondutores
Filmes finos
Nanotecnologia
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Bianchi, Rodrigo Fernando
Guerra, Elídia Maria
Barboza, Ana Paula Moreira
Citation: SOUZA, Wflander Martins de. Sensor de amônia à base de polímero eletrônico impresso em papel: desenvolvimento e caracterização. 2019. 104 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: Nos últimos anos, o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos poliméricos tem se tornado frequente em diversos grupos e laboratórios de pesquisa em todo o mundo. Dentre estes dispositivos, os impressos em papel têm recebido destaque, não somente por causa do baixo custo e da facilidade de produção, mas, sobretudo devido à versatilidade e capacidade de inovação tecnológica. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de sensores de amônia à base de filmes de polímeros semicondutivos depositados, pela técnica Wire Bar Coating em substrato de papel. Para tanto, filmes de polianilina (PAni) foram utilizadas como elemento ativo dos sensores buscando-se, sobretudo, o desenvolvimento de dispositivo com aplicação potencial para controle e monitoramento de amônia em área de confinamento animal, isto é, no intervalo de 0 a 100 ppm. Para atingir esse objetivo, soluções de PAni em NMP foram depositados em papel e, posteriormente, tratados termicamente em diferentes temperaturas (temperatura ambiente, 60°C e 100°C). Finalmente, eletrodos paralelos de prata foram depositados na superfície da PAni para fabricação do sensor de gás. Os sensores, uma vez preparados, foram caracterizados óptica e eletricamente (ac e dc). Os resultados dc e ac mostraram o comportamento ôhmico e, por fim, os resultados de cada dispositivo diminui, de forma que tende a se estabilizar a 40 ppm. O modelo para o ajuste teóricoexperimental foi o Cole-Cole, o que demonstra que os filmes apresentam uma estrutura desordenada do tipo simétrica e que a resistividade do filme aumenta com o aumento da concentração de amônia. Em comparação com as duas soluções de PAni estudadas, verificou-se que o filme mais sensível foi o de 2,5 mg/mL com 5 camadas a temperatura ambiente. Desta forma, propor dispositivos fabricados a partir de técnicas de impressão simples e em substratos de baixo custo, e que ainda possibilite fabricar quantidades “piloto” de dispositivos (ou impressão em grandes áreas) é, sem dúvida a maior contribuição deste trabalho.
metadata.dc.description.abstracten: In recent years, the development of polymeric electronic devices has become common in several research groups and laboratories around the world. Among these devices, paper prints have received prominence, not only because of the low cost and ease of production, but especially due to their versatility and technological innovation capacity. In this context, the objective of this work was the development of ammonia sensors based on deposited semiconductive polymer films by the Wire Bar Coating technique on paper substrate. For this purpose, polyaniline films (PAni) were used as an active element of the sensors seeking, above all, the development of a device with potential application for ammonia control and monitoring in animal confinement area, that is, in the range of 0 to 100 ppm To achieve this goal, NMP PAni solutions were deposited on paper and subsequently heat treated at diferente temperatures (room temperature, 60°C and 100°C). Finally, parallel silver electrodes were deposited on the surface of the PAni to manufacture the gas sensor. The sensors, once prepared, were optically and electrically characterized (ac and dc). The results dc and ac showed the ohmic behavior and, finally, the results of each device decreases, so that it tends to stabilize at 40 ppm. The model for the theoretical-experimental adjustment was the Cole-Cole, which demonstrates that the films have a symmetrical disordered structure and that the resistivity of the film increases with increasing ammonia concentration. Compared to the two PAni solutions studied, it was found that the most sensitive film was 2.5 mg/mL with 5 layers at room temperature. Therefore, proposing devices made using simple printing techniques and low cost substrates that still make it possible to manufacture several devices (or large area printing) is undoubtedly the major contribution of this work.
Description: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11842
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 02/12/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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