Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7750_1.pdf: 9477494 bytes, checksum: 591f207b2f5b60fefb4789f7fa73dcba (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Neste trabalho foi desenvolvida a metodologia para a síntese e fabricação de heterojunções Polianilina (PANI) Silício (Si), que apresentam um grande potencial para aplicações tecnológicas na área de sensores óticos, de gases e de radiação ionizante. Além disto foi implementada a técnica de electrospinning com o objetivo de produzir fibras de polianilina com diâmetro de dimensões sub-micrométrico. Filmes finos de polianilina, com espessura da ordem de 100 nm, depositados em substratos de silício pela técnica de spin coating , constituem a interface ativa das heterojunções. Os contatos metálicos para possibilitar medidas de corrente-voltagem (I x V) foram depositados pela técnica de evaporação térmica resistiva, sendo de alumínio o contato com o silício e ouro o contato com a polianilina. Os dispositivos apresentam características elétricas com boa reprodutibilidade e evidenciam a dependência das características I x V com os níveis de protonação do polímero. Medidas de absorção óptica realizadas em filmes de polianilina (natural, dopada e desdopada) depositados sobre substratos de vidro comum, permitem a comparação, entre os diferentes níveis de protonação, com as amostras em que foram fabricadas as heterojunções. Com os resultados das caracterizações I x V e de absorção óptica, foi possível determinar um modelo mais realístico para a estrutura de bandas de energia da hetrojunção PANI/Si. As fibras de PANI foram obtidas com a implementação da técnica de electrospinning , na qual um jato de solução polimérica, colocada inicialmente no interior de um capilar, é formado pela ação de um campo elétrico intenso. Durante o percurso do jato de polianilina através do ar, o solvente da solução (acido fórmico) evapora, e fibras sólidas do polímero são formadas. O jato de PANI já na forma de fibras é finalmente coletado em substratos de silício ou de óxido de silício. Para obter-se as fibras com dimensões sub-micrométricas foi desenvolvido um aparato experimental que possibilita a técnica de electrospinning , e foram determinadas as condições de aplicabilidade do método ao polímero (PANI). Análises de imagens por microscopia eletrônica de varredura (SEM) foram feitas com o objetivo de estudar as características morfológicas das fibras e a influencia dos diferentes parâmetros de fabricação. Um estudo preliminar das características elétricas de condução das fibras foi feito por de medidas de condução elétrica (I x V). A obtenção de fibras nanométricas de polianilina pura abre novas perspectivas na área de dispositivos semicondutores híbridos, em particular, a possibilidade de fabricação de transistores de efeito de campo (FET) puramente polimérico

Made available in DSpace on 2014-06-12T22:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4271_1.pdf: 1938692 bytes, checksum: 73ff44520696aac2dda02d6cbfecdd83 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / A sinergia entre as propriedades de uma substância orgânica e outra inorgânica pode ser obtida em um único material através do processo sol-gel. O processamento a baixas temperaturas permite a incorporação de substâncias orgânicas em matrizes inorgânicas. Estes materiais híbridos podem possuir interação covalente entre o convidado e o hospedeiro (Classe 2) ou uma interação fraca do tipo eletrostática, van der Waals ou ligações de hidrogênio (Classe 1). Tais materiais apresentam propriedades únicas, compreendendo, por exemplo, a resistência mecânica da matriz inorgânica e a fotoluminescência do corante orgânico. Neste espírito, buscou-se, neste trabalho de dissertação, desenvolver, caracterizar e aplicar materiais híbridos com propriedades de luminescência, condução elétrica e capacitância, onde a matriz inorgânica reside em um gel de polifosfato. O primeiro sistema obtido consistiu de um material híbrido onde o convidado orgânico foi a molécula de rodamina B. Tal molécula sofreu uma lenta fotodecomposição sob irradiação no visível gerando um material com forte luminescência no verde. Testes de ordem química forneceram subsídios para se concluir que houve N-desetilação no corante por ação de radicais oxigenados foto-produzidos. Desta forma, a matriz de polifosfato foi utilizada para obtenção de materiais híbridos com propriedades elétricas a partir de reações fotoquímicas. Híbridos com polianilina e polipirrol foram obtidos. O polipirrol foi sintetizado por via química oxidativa, utilizando-se uma matriz oxidante de polifosfato de ferro, enquanto a PAni foi obtida fotoquimicamente, através da utilização de radiação UV e gama. Todos os polímeros foram obtidos na forma condutora, caracterizada por espectroscopia de absorção UV-Vis- NIR. Medidas de cronoamperometria mostraram que uma maior dose de pirrol e de radiação, no caso da anilina, levou a uma maior contribuição eletrônica à condutividade do material. Uma forte polarização de cargas espaciais foi observada em todos os materiais, reflexo da alta força iônica da matriz de polifosfato. Enquanto houve uma diminuição da condutividade iônica nos compósitos de pirrol, provavelmente devido à perda de água da matriz, um ganho na condutividade protônica foi observado nos híbridos de polianilina, que mantiveram o caráter de gel. Observou-se, através de gráficos master da condutividade imaginária, que os híbridos obtidos por irradiação UV tinham o mecanismo de condução afetado pela síntese, enquanto para todos os híbridos obtidos por irradiação gama não houve modificação no mecanismo de condução, provavelmente devido ao fato de que no primeiro caso há a formação concomitante do gel e do polímero, enquanto no segundo há a polimerização da PAni após a formação do gel. Pela incorporação de carbono grafite em uma matriz de polifosfato de alumínio e ferro, foi obtido um material que atuou como eletrodo para um capacitor eletroquímico. Tal dispositivo apresentou menor capacitância volumétrica em relação a um mesmo compósito acrescido de polianilina polimerizada na matriz inorgânica. Isto se deve à pseudocapacitância oriunda dos processos redox da polianilina

Orientador: Bernardo Laks / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-25T14:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tenenbaum_Stefan_M.pdf: 525054 bytes, checksum: a166e4384a3ff8a187cc9d9c11bf1e45 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O polímero trans-policarbonitrila apresenta um forte desvio de planaridade sugerindo que esta conformação não corresponde a estrutura mais estável do sistema. Esta não planaridade pode afetar significativamente as propriedades eletrônicas do polímero. Por outro lado, a poliazina, um polímero também conjugado, análogo ao poliacetileno, que contém nitrogênio, e pode ser considerado o polímero cabeça-a-cabeça da unidade repetida imine, é um sistema conjugado planar com interação sigma-pi muito pequena. Neste trabalho, reportamos um estudo comparativo das estruturas eletrônicas e propriedades de condução elétrica do copolímero policarbonitrila-poliazina. Nosso resultados indicam que a planaridade do copolímero depende da competição entre o tamanho dos segmentos carbonitrila-azina e pode levar a um sistema condutor / Abstract: The trans-polycarbonitrile polymer presents a strong deviation from the planarity suggesting that this conformation does not correspond to the most stable structure of the system. These non-planarity can affect significantly the electronic properties of the polymer. On the other hand the polyazine derivative, a conjugated polymer, a nitrogen containing analog of the polyacetylene, that can be considered the head-to-head polymer of the imine repeat unit, is a planar conjugated system with very small sigma-pi interaction. In this work we report a comparative study of the electronic structures and the electrical conduction properties of the polycarbonitrile-polyazine copolymers. Our results indicate that the planarity of the copolymers depends on the competition among carbonitrile-azine segments size and can lead to a conductive system / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T23:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sellin_Noeli_M.pdf: 2413536 bytes, checksum: b35c4807bb7fae6a05ba593acfae57b8 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho estuda-se a incorporação de polipirrol em membranas microporosas de poli(fluoreto de vinilideno), visando a obtenção de compósitos poliméricos condutores PPy/PVDF via polimerização fotoquímica. Os compósitos são caracterizados físico-quimicamente através de análises térmicas (TGA e DSC), morfológicas e estruturais (FTIR, raio-X e SEM) e também do ponto de vista elétrico, através de medidas de condutividade elétrica, sob condições ambientes e com controle da umidade e temperatura. Os compósitos são preparados via polimerização do monômero pirrol em membranas microporosas de PVDF na presença de fotoiniciador catiônico (sal ferro areno) e irradiação ultravioleta (síntese fotoquímica). A porcentagem de polipirrol incorporada ao compósito (%PPy) é obtida por análise gravimétrica e depende do diâmetro de poro das membranas e da dose de irradiação ultravioleta utilizada na síntese, apresentando valores na faixa de 5 a 24 %. Foram obtidas maiores porcentagens de PPy em membranas com diâmetro de poro maiores e doses de irradiação UV mais altas. Os resultados de condutividade encontrados estão na faixa de ¿10 IND. ¿11¿ a ¿10 IND. ¿9¿ S/cm e mostram ser dependentes da %PPy, tensão aplicada na amostra, umidade e temperatura. As análises de caracterização físico-química dos compósitos comprovam que ocorre a incorporação do polipirrol na membrana de PVDF / Abstract: In this work, has been considered the study of the polypyrrole incorporation in poly(vinylidene fluoride) mieroporous membranes in order to obtain semiconducting composites PPy/PVDF by photochemieal polymerization. The composites are charaeterized by thermal (TGA and DSC), morphologieal and struetural (FTIR, X-rayand SEM) analysis and electrically, by conductivity measurements in environmental conditions and controlled humidity and temperature. The composites were obtained by polymerization of the pyrrole monomer in the microporous membranes in presenee of the cationic photoinieiator (ironarene salt) and UV irradiation (photochemical synthesis). The incorporated PPy amount in the composite (%PPy) increases with the membrane pore diameter and UV irradiation dose and was in the range from 5 to 24%. The conductivity results obtained have shown dependence on the %PPy, applied voltage, humidity and temperature and reached values among ¿10 IND. ¿ 11¿ and ¿10 IND. ¿ 9¿ S/cm. The physico-chemical characterization analysis of the composites have confirmed the PPy incorporation in the PVDF membranes / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-10-08T21:28:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Macário Granja Gonçalves.pdf: 12281899 bytes, checksum: d3655d47934222f30676882c61c7544a (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-22T17:28:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Macário Granja Gonçalves.pdf: 12281899 bytes, checksum: d3655d47934222f30676882c61c7544a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-22T17:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Macário Granja Gonçalves.pdf: 12281899 bytes, checksum: d3655d47934222f30676882c61c7544a (MD5) Previous issue date: 2015-03-19 / CNPq / A utilização de semicondutores orgânicos como materiais ativos em dispositivos optoeletrônicos é uma área de intensa pesquisa e inovação nos dias de hoje. Células solares baseadas em blendas de polímeros condutores ganharam muita atenção devido a suas características mecânicas e bom rendimento, ao que se combina um baixo custo de fabricação. Neste trabalho, investigamos a influência de aspectos óticos e estruturais dos materiais utilizados sobre o transporte eletrônico em dispositivos fotovoltaicos moleculares à base de polihexiltiofeno (P3HT) e 5-(2-etil-hehilóxi)-1,4-fenileno vinileno (MEHPPV) associados com fulerenos funcionalizados (PCBO), e de nanopartículas de ouro recobertas com polianilina (PANI-AuNPs). Os filmes de P3HT e MEH:PPV foram depositados a partir das soluções coloidais por meio da técnica de spin-coating, sendo cada um dos polímeros solubilizado em clorobenzeno. Através de medidas de corrente-tensão realizadas sob luz "solar simulada", e tendo a temperatura, a tensão aplicada e a área ativa dos dispositivos como parâmetros de controle, estimamos a eficiência de conversão de energia. Vale ressaltar que normalmente as técnicas convencionais utilizadas para medir mobilidade elétrica se utilizam de arranjos elétricos e ópticos acoplados, como é o caso das medidas de Tempo de Voo (TOF). Neste trabalho, como método alternativo, nos baseamos em medidas de espectroscopia de impedância elétrica na ausência de luz e com varredura na frequência para estimar a mobilidade dos portadores de carga negativos no interior dos dispositivos. Além disso, avaliamos o efeito de fatores da preparação (velocidade de rotação, temperatura de annealing e concentração de PANI-AuNPs) dos diferentes dispositivos fotovoltaicos sobre a eficiência e a mobilidade eletrônica, de modo a estabelecer a dinâmica de condução nas diferentes células solares orgânicas nanoestruturadas investigadas. / The use of organic semiconductors as active materials in optoelectronic devices is nowadays an area of intense research and innovation. Solar cells based on blends of conductive polymers have deserved a lot of attention due to their mechanical characteristics and good efficiency, which could be attained with low manufacturing costs. In this study, we investigated the influence of optical and structural aspects of the material used for the electron transport in molecular-based photovoltaic devices polihe-xiltiofeno (P3HT) and 5-(2-ethylhehiloxi)-1,4-phenylene vinylene (MEH-PPV) associated with functionalized fullerenes (PCBO) and gold nanoparticles coated with polyaniline (PANI-AuNPs). The P3HT films and MEH:PPV were deposited from colloidal solutions through the spin-coating technique, where in each case the corresponding polymer was previously solubilized in chlorobenzene. Through current-voltage measurements performed under "simulated sunlight", and taking the temperature, the applied voltage and the active area of the devices as control parameters, we were able to estimate the corresponding energy conversion efficiency. It is noteworthy that usually the conventional techniques used to measure electric mobility involve the use of coupled electrical and optical arrangements, such as is the case of the flight time (TOF) method. In this work, based on electrical impedance spectroscopic methods, in the absence of both incident light and scanning frequency, we were able to estimate the mobility of negative charge carriers within the device. Furthermore, we evaluated the effect of the preparation factors (rotation speed, temperature and annealing concentration of PANI-AuNPs) of different photovoltaic devices on the efficiency and electron mobility in order to establish different driving dynamics in organic solar cells nanostructured investigated.

Derivados do politiofeno são promissores para obtenção de sensores ópticos devido as suas propriedades crômicas, enquanto que polímeros azosubstituídos (azopolímeros) têm sido estudados para várias aplicações, tal como memórias ópticas. Neste trabalho procurou-se unir as propriedades dos derivados politiofênicos as dos azopolímeros através da preparação de um polímero tiofênico azosubstituído, obtido pela funcionalização do monômero tiofênico com um grupo azobenzênico. Para fins de comparação, foram também sintetizados um derivado polialquiltiofeno, o poli(3-octiltiofeno), e um copolímero formado a partir da união dos monômeros 3- octiltiofeno e do tiofeno azosubstituído. A obtenção do monômero azosubstituído foi feita a partir de uma reação de esterificação entre o ácido 3-tiofeno acético e o corante comercial vermelho disperso 1 (disperse red 1, DR1), ao passo que o monômero alquilado foi adquirido comercialmente. Os polímeros foram sintetizados por polimerização oxidativa com cloreto fénico e caracterizados químicoestruturalmente pelas técnicas de FTIR, 1H RMN, análise elementar, HPSEC e análise térmica (TG e DSC). Dessas análises comprovou-se a formação dos homopolímeros, mas não foi possível confirmar a formação do copolímero e ainda para esse caso, obteve-se uma menor quantidade de unidades azosubstituídas do que a pretendida. A análise da fotoluminescência destes materiais mostrou a influência do tipo de cadeia lateral na intensidade e no formato do espectro de emissão desses polímeros. A espectroscopia de UV-Vis foi utilizada para o estudo de suas propriedades crômicas, sendo observada a presença de termo- e solvatocromismo. O termocromismo foi analisado em solução e na forma de filmes e o solvatocromismo em soluções de solventes puros e em misturas de THF/ n-hexano com diferentes proporções. Esses polímeros também apresentaram alterações em seus espectros de absorção como resposta à variação do pH da solução. A birrefringência fotoinduzida, técnica de estudo visando a aplicação dos polímeros em memórias ópticas, somente foi observada para o homopolímero azosubstituído. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que o politiofeno azosubstituído é um candidato promissor para elemento ativo em uma série de aplicações, tais como sensores de diversos tipos e em dispositivos de marcação oculta / Polythiophene derivatives are promising for optical sensors due to their chromic properties while azofunctionalized polymers have been used in several applications such as optical memories. In this work, an azosubstituted polythiophene was prepared by the functionalization of the thiophenic monomer with an azobenzene moiety in order to combine the polythiophene properties with those from the azopolymers. For the sake of comparison, a polyalkylthiophene, the poly(3- octylthiophene), and a copolymer of 3-octylthiophene and the azothiophene were synthesized. The azosubstituted monomer was synthesized by the esterification reaction of 3-thiopheneacetic acid and the commercial dye Disperse Red 1 (DRI), whilc the alkyl thiophene monomer was purchased. The polymers were prepared by oxidative polymerization reactions with ferric chloride and characterized chemically and structurally using FTIR, 1H NMR, elemental analysis and thermal analysis (TG and DSC) techniques. From these analyses, the formation of homopolymers was confirmed, but it was not possible to confirm the formation of the copolymer. In the latter, the amount of azosubstituted units was smaller than expected. The analysis of the polymers photoluminescence showed the influence of the side chain in the intensity and shape of the emission spectra. UV-Vis spectroscopy was used to study the polymer chromic properties which showed thermo- and solvatochromism. Thermochromism was analyzed in solution and in thin solid films and the solvatochromism was studied in pure solvent solutions and mixtures of THF/hexane in different ratios. These polymers also had their absorption spectra affected by changing the concentration of a protonic acid (HCI) solution. Photoinduced birefringence, aiming at optical memories applications, was only observed for the azosubstituted homopolymer. The overall results indicate that the azosubstituted polythiophene is promising as active material for several applications, such as different types of sensors and security-labeling devices

A Embrapa Instrumentação Agropecuária tem se dedicado ao desenvolvimento de metodologias, instrumentos, materiais, sensores e tecnologias relacionadas à instrumentação, que contribuam para a melhoria da competência e sustentabilidade do agronegócio Brasileiro. Neste contexto, este projeto visa o estudo de filmes nanoestruturados de poli(o−etoxianilina), POEA, poli(estirenosulfonado de sódio), PSS e poli(álcool vinílico), PVA, visando sua utilização em um sistema de sensor gustativo. Numa primeira parte do projeto foram necessários estudos de dopagem da solução de POEA. Desse modo, a POEA desdopada foi dissolvida em uma mistura de dimetilacetamida⁄água ultrapura (20⁄80), seguida da adição do ácido desejado para pH 3. Entretanto, somente a dopagem parcial da solução de POEA pode ser observada, através das medidas de espectroscopia de UV−Visível realizadas. Para a dopagem completa da solução de POEA, o ácido dopante desejado foi adicionado antes que a água ultrapura fosse colocada, observando-se assim, a dopagem da POEA com o aparecimento da banda polarônica típica deste polímero dopado. Diferentes ácidos dopantes foram empregados para a dopagem da solução de POEA e posteriormente, filmes nanoestruturados de POEA e POEA⁄PSS foram fabricados através da técnica de automontagem. De acordo com as medidas de espectroscopia de UV−Vis obtidas, a POEA permaneceu dopada no filme e a quantidade deste polímero aumentou linearmente com o número de camadas depositadas. Filmes reticulados de POEA, PVA e glutaraldeído também foram produzidos, de modo a obter filmes mais estáveis. A reticulação dos filmes foi confirmada por análise de FT-IR, mostrando a presença dos grupos funcionais originados da reação entre os grupos carbonil e o hidroxil. Filmes de multicamadas compostos de POEA, PSS e PVA apresentaram−se estáveis a sucessivas lavagens, conforme análise de UV−Vis, o que mostrou uma perda de material polimérico não significante. A performance das unidades sensoras compostas de filmes nanoestruturados de POEA, PSS e PVA depositados em microeletrodos interdigitados de ouro foi analisada através de medidas de capacitância elétrica em soluções paladares padrões (cloreto de sódio − salgado, ácido clorídrico − azedo, sacarose − doce e cafeína − amargo). De acordo com os dados obtidos em freqüências de 100Hz e 1kHz, os valores de capacitância de todas as unidades sensoras foram rapidamente estabilizados após imersão no líquido analisado, reversíveis e reprodutíveis durante vários ciclos de operação. O conjunto dessas unidades sensoras foi capaz de detectar e distinguir diferentes quantidades de sabores, demonstrando o potencial dos materiais poliméricos estudados para aplicação em sistemas sensores de paladar / The Brazilian Agricultural Instrumentation Center has been dedicated to the development of methodologies, instruments, materials, sensors and technologies related to instrumentation which contribute to the improvement of competence and sustainability of brazilian agrobusiness. In this sense, this work was based on the study of nanostructured films of poly(o−ethoxyaniline) POEA alternated with sulfonated polystyrene PSS and polyvinyl alcohol PVA, aiming their utilization in a taste sensor system. In a first part of this work it was necessary to study the doping process of POEA in solution. For that desprotonated POEA was dissolved in dimethyl acetamide⁄water mixture (20⁄80) followed by addition of desired acid in pH 3. However, only a partial doping was observed, according to UV−Vis spectroscopy. For a complete doping, the doping acid had to be added before water addition which was confirmed by the presence of a polaronic band Different doping acids were employed for POEA doping and afterwards nanostructured films of POEA and PSS were fabricated by the self−assembly technique. According to UV−Vis spectroscopy, POEA remains doped into film form and the amount of POEA increased linearly with the number of polymeric layers deposited. Crosslinked films of POEA, PVA and glutaraldehyde were also produced in order to obtain more stable films. The crosslinking was confirmed by FT−IR analysis, showing the presence of functional groups originated from the reaction between carbonyl and hydroxyl groups. Multilayer films composed of POEA, PSS and PVA were stable to successive washing according to UV−Vis spectroscopy which showed no significant loss of polymeric material. The performance of sensor units composed of nanostructured films of POEA, PSS and PVA deposited onto interdigitated microelectrodes was evaluated by capacitance measurements into solutions containing standard tastes (sodium chloride for salty, hydrochloric acid for sour, sucrose for sweet and caffeine for bitter). According to data obtained in 100Hz and 1kHz, the capacitance of all sensor units was rapidly stabilized after being immersed into the liquid analysed, reversible and reproducible after many cycles of operation. An array of these sensor units was able to detect and distinguish among different tastes, showing their technological potential for taste sensor development

Neste trabalho são elaborados biossensores para a detecção amperométrica de glicose. Para isso, imobilizou-se a enzima glicose oxidase em matrizes de polímeros condutores. Foram construídos sensores utilizando-se poli(pirrol) e poli(N-metilpirrol). Com o objetivo de substituir o oxigênio molecular na etapa de transdução do sinal, o ferroceno foi incorporado dentro do polímero condutor. Para isso, os polímeros foram elaborados utilizando misturas água-etanol como meio de polimerização. A inclusão do ferroceno no sensor resulta em maior sensibilidad à glicose (4,33 µA Mm-1 cm-2 para o biossensor preparado a partir da mistura água-etanol contendo o ferroceno e de 0,23 µA mM-1 cm-2 para o sensor sem ferroceno ). Por outro lado, permite o funcionamento do sensor a potenciais menores que no caso do sensor sem ferroceno (0,4 V para o sensor com ferroceno vs. 0,65 V para o caso sem ferroceno). O deslocamento do potencial de detecção para valores menos positivos não foi suficiente para evitar as interferências causadas pelos íons ascorbato e ureato. Para isto, mostrou-se 100% efetivo o recobrimento dos sensores com uma película de Nafion®. A sobreoxidação do poli(pirrol) também mostrou potencialidade para a eliminação de interferentes, embora o processo resulte na perda de sensibilidade, provavelmente causada pela desnaturação da enzima. Quando usado o poli(N-metilpirrol) como suporte para a enzima, obtiveram se melhores respostas, causadas pela possibilidade de se preparar filmes mais espessos, consequentemente de imobilizar maior quantidade de enzima, sem observar perda de resposta causada por problemas difusionais. / The present work describes the elaboration of a biosensor for glucose detection. The enzyme, glucose oxidase, was immobilized in different conducting polymers. Two different polymers were used: polypyrrole and poly(N-methilpyrrole ). With the aim of replacing the molecular oxygen in the transduction step, ferrocene has been immobilized within the conducting polymer. Once the ferrocenium was insoluble in water, in order to develop a different route, the electropolymerization was carried out in a mixture of water and ethanol (1:1). This procedure leads to a polymer with a poor electroactivity, detected by Raman experiments. The ferrocene addition in the sensor increases the sensitivity to the glucose determination (4,33 µA mM-1 cm-2 for the biosensor with ferroecene and 0,23 µA mM-1 cm-2 for the sensor without ferrocene). Alternatively, the sensor containing ferrocene allows to operate at less positive potentials than that one without ferrocene (+ 0,40 V and + 0,65 V, respectively). This potential shift was not enough to inhibit the interference caused by ascorbate and ureate ions. One method to avoid the interference problem was to recover the sensor with a very thin layer of Nafion. Also poly(pyrrole) overoxidation is a very efficient method to eliminate this interference, but this process leads to a sensitivity decrease dueto enzyme denaturation. A better response was observed for sensor assembled using the poly(Nmethyl-pyrrole) as the support for enzyme immobilization. This behavior was provoked by the thicker of polymer film formed leading to higher amount of immobilized enzyme. Even though, no diminution in the response was caused by diffusion problems.

Biosensors based on solid-state field-effect transistor as transducer stage using organic semiconducting materials as sensing stage have been developed. Polyaniline thin films galvanostatic electrodeposited were fabricated. Varied electrodeposition parameters were tested, such as deposited charge, current density, deposition time and monomer concentration, besides the tests of a polymeric blend composed of polyaniline and polypyrrole and tested as pH potentiometric extended gate field-effect transistor sensor. Then, biosensors were produced using the one-step electrochemical immobilization process to obtain thin polyaniline films with entrapped glucose oxidase and urease enzymes, to detection of glucose and urea, respectively. The optimized films presented sensitivity, linearity and detection range to glucose of 14.6 ± 0.4 mV/decade, 99.8 % and from 10-4 mol/L to 10-1 mol/L. Two different biosensors were produced based on the enzymatic catalysis of urea with selectivity to ammonium or hydroxyl ions. For ammonium ion selective films, the sensor presented sensitivity, linearity and detection range of 14.7 ± 0.9 mV/decade, 98.2 % and from 10-5 mol/L to 10-1 mol/L. For the hydroxyl ion selective film, the same parameters were 7.4 ± 0.5 mV/decade, 98.1 % and from 10-5 mol/L to 10-1 mol/L. The same functionalized polyaniline thin films were used in optical and conductometric biosensors due to the polyelectrochromic characteristic of the material. Improvement of the field-effect system was possible with the multimodal array of enzymatic biosensor. The device was built using different enzymatic sensing stages connected to the extended gate field effect transistor. The system decreased the time needed to make distinct measurements, showed good response to the variation in solutions pH, to the presence of the reference film and to injection of target analyte in solution in real time measurement. The electrolyte gated organic field-effect transistor based on a polythiophene organic semiconducting layer was developed. A modular enzymatic biosensor for glucose and urea, with a linear response in the range between 10-6 and 10-3 mol/L, was achieved. This biosensor relies on the immobilization the enzymes on gold rods, used as gate electrodes in the devices. The use of the bioreceptors proved to be selective and cross-selective in the devices. The possibility of exchanging the modified gate electrode to detect specific analytes using the same device system allows the modular sensor to be reused and applied for a broad range of applications. Which is the case for explosives molecules, TNT and DNT, biosensor fabricated in the same terms. This biosensor relies on the immobilization of specific binding peptides for TNT and DNT on the gold rod / Biossensores do estado sólido baseados em transistores de efeito de campo como estágio transdutor fabricados com materiais semicondutores orgânicos como estágio de detecção foram desenvolvidos. Filmes finos de polianilina eletrodepositados galvanostaticamente foram fabricados. Parâmetros de eletrodeposição foram testados, como carga depositada, densidade de corrente, tempo de deposição e concentração de monômero, além de testes com compósito polimérico de polianilina e polipirrol e aplicados como sensor de transistor de efeito de campo de porta estendida potenciométrica de pH. Em seguida, os biossensores foram produzidos utilizando-se o processo de imobilização eletroquímica conjunta para obtenção de filmes finos de polianilina com enzimas glicose oxidase e urease imobilizadas, para detecção de glicose e ureia, respectivamente. Os filmes otimizados apresentaram sensibilidade, linearidade e faixa de detecção para glicose de 14,6 ± 0,4 mV/década, 99,8% e de 10-4 a 10-1 mol/L. Dois biossensores diferentes foram produzidos a partir da catálise enzimática da ureia com seletividade para íons amônio ou hidroxila. Para filmes seletivos ao íon amônio, o sensor apresentou sensibilidade, linearidade e faixa de detecção de 14,7 ± 0,9 mV/década, 98,2% e de 10-5 a 10-1 mol/L. Para o filme seletivo ao íon hidroxila, os mesmos parâmetros foram 7,4 ± 0,5 mV/década, 98,1% e de 10-5 a 10-1 mol/L. Os mesmos filmes finos de polianilina funcionalizados foram utilizados em biossensores ópticos e condutométricos devido à característica polieletrocromática do material. A melhoria do sistema foi possível com o arranjo multimodal do biossensor enzimático. O dispositivo foi construído usando diferentes estágios de detecção enzimática conectados ao transistor de efeito de campo de porta estendido. O sistema diminuiu o tempo necessário para fazer medições distintas, mostrou boa resposta à variação no pH da solução, à presença do filme de referência e à injeção do analito alvo em solução na medição em tempo real. Foi desenvolvido o transistor orgânico de efeito de campo com porta eletrolítica, baseado em uma camada semicondutora orgânica de politiofeno. Um biossensor enzimático modular para glicose e ureia, com uma resposta linear na faixa entre 10-6 e 10-3 mol/L, foi alcançado. Este biossensor depende da imobilização das enzimas no eletrodo ouro utilizado como porta nos dispositivos. O uso dos bioreceptores mostrou-se seletivo nos dispositivos. A possibilidade de trocar o eletrodo de porta modificada para detectar analitos específicos usando o mesmo sistema de dispositivos permite que o sensor modular seja reutilizado e com diversas aplicações. Sendo este o caso de moléculas de explosivos, TNT e DNT, com biossensor fabricado nos mesmos termos. Este biossensor depende da imobilização de peptídeos de ligação específica para TNT e DNT no eletrodo de ouro

O presente trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos, para o monitoramento de gás de amônia, confeccionados com filmes ultrafinos de polianilina e ftalocianinas metálicas. Foram fabricados três diferentes tipos de sistemas: polianilina/PVS, polianilina/ftalocianina de níquel e polianilina/ftalocianina de cobre, sendo a espessura dos filmes o parâmetro de análise. Foram preparadas amostras com 10, 20 e 40 bicamadas. Os filmes foram caracterizados por profilometria e espectroscopia de absorção na faixa da radiação do UV - visível. Observou-se um aumento linear da espessura dos filmes com o aumento do número de bicamadas depositadas. Os dispositivos foram preparados a partir da deposição dos filmes ultrafinos de polianilina e ftalocianinas sobre substratos de vidro com eletrodos interdigitados de ouro evaporados termicamente. Os dispositivos foram caracterizados eletricamente por medidas de variação da resistência elétrica, em regime de corrente contínua e alternada, para diferentes concentrações de amônia. Também foi analisado o efeito da temperatura e da umidade relativa do ar na sensibilidade dos dispositivos. Todas as estruturas apresentaram uma dependência direta do valor da resistência elétrica com a concentração de amônia. Os dispositivos baseados em filmes de polianilina e ftalocianina de níquel apresentaram a menor variação do valor de resistência elétrica com a umidade relativa do ar. Esta característica é bastante desejável já que os ambientes nos quais se pretende utilizar este tipo de dispositivo para de monitoramento do gás de amônia, pode sofrer grandes variações no valor da umidade relativa do ar, como é o caso de granjas em geral. / The aim of this work is the study and development of electronic devices for ammonia gas monitoring based on polyaniline and metal phthalocyanines ultrathin films. It was produced three different systems: polyaniline/PVS, polyaniline/nickel phthalocyanine of and polyaniline/copper phthalocyanine and the analysis parameter of the films is the thickness. Samples were prepared with 10, 20 and 40 bilayers. The films were characterized by profilometry and spectroscopy of absorption of radiation in the range of UV-visible. There was a linear increase the thickness of the films with the increase in the number of deposited bilayers. The devices were prepared from the deposition of polyaniline and ftalocianines ultrathin films on glass substrates with interdigited electrodes of gold evaporated thermally. The devices were prepared from the polyaniline and phthalocyanine deposition of ultrathin films over glass substrates with gold interdigited electrodes. The devices were characterized electrically by measures of variation of electrical resistance, under the direct current and alternating, for different concentrations of ammonia. It was also examined the effect of temperature and relative humidity of the air in the sensitivity of the devices. All structures had a direct dependence of the value of the electrical resistance with the ammonia concentration. Devices based on films of polyaniline and nickel phthalocyanine of had the slightest variation in the amount of electrical resistance with the relative humidity. This feature is desirable because the environments in which it intends to use this type of device for tracking of ammonia gas, may undergo major changes in the value of the relative humidity of the air, such as poultry houses in general.