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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-18082015-161642 |
| Date | 08 April 2005 |
| Creators | Érica Dadario Brugnollo |
| Contributors | Luiz Henrique Capparelli Mattoso, Osvaldo Novais de Oliveira Junior, Leonardo Giordano Paterno |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciência e Engenharia de Materiais, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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