Este trabalho teve como objetivo o estudo e o desenvolvimento de dispositivos sensores de gás de amônia, utilizando filmes finos de Polianilina como camada ativa, depositados por polimerização in-situ. Em comparação com outros materiais, a polianilina apresenta uma alta sensitividade à amônia e um baixo tempo de resposta, características fundamentais para sensores. Alie-se a isto a sua estabilidade, facilidade de processamento e baixo custo. Estas características tornam a polianilina um material bastante promissor para aplicações em dispositivos sensores de gases. A estrutura dos dispositivos é composta, basicamente, de um substrato de vidro com eletrodos interdigitados em ouro recobertos com uma camada de filme polimérico. Neste trabalho foi analisada a variação da espessura dos filmes em função do tempo de deposição por polimerização in-situ, para verificar a reprodutibilidade deste método de deposição. A partir do dispositivo pronto foi estudada sua resposta elétrica, variação da resistência elétrica, em função da concentração de amônia, principal característica do sensor. A caracterização elétrica dos dispositivos, em corrente contínua, teve como parâmetros de estudo a sensitividade, degradação, tempos de resposta e reversibilidade, estabilidade e suscetibilidade à temperatura e umidade. Verificou-se sensitividade menor da Polianilina pura em relação à obtida por outros processos de fabricação relatados na literatura, embora o comportamento linear apresentado no conjunto de ensaios até a taxa de 100 ppm de amônia, os parâmetros avaliados e as condições de operação estipuladas para este trabalho tornem competitivo seu uso em sensores de amônia para uso em criadouros de frango. Ao final são mencionados dispositivos eletrônicos nos quais o polímero pode ser utilizado. / This work is devoted to study and develop sensor devices for ammonia detection, employing thin films of polyaniline as active layers, deposited by in-situ polymerization. Compared to other materials polyaniline exhibits a high sensitivity to ammonia and a short-time response which are fundamental characteristics for use in sensors. Moreover, it is a stable material, may be easily processed at low cost. These characteristics make polyaniline a promising material for applications in electronic devices such as gas sensors. The structure of the devices is basically comprised by a glass substrate with interdigitated gold electrodes coated with a layer of polymeric film. In this work it was investigated the variation of film thickness as a function of the polymerization reaction time in order to verify the reproducibility of the deposition method. With the device it was studied its electrical response as a function of the ammonia concentration. The electrical characterization of different devices in direct current regime (DC) evaluated the sensitivity, degradation, response time and reversibility, stability, and influence of temperature and humidity. It was verified a lower sensitivity for the pristine polyaniline films investigated in this work in comparison to polyaniline films obtained by different methods reported in the literature. Nonetheless, it was verified a linear relationship between the electrical response of the films and ammonia concentration, in a range between 0-100 ppm. From the analysis of different experimental parameters and the conditions established in this work allowed us to conclude that these films may have potential use in ammonia sensors for use in chicken farms. At the end of this dissertation we mention different electronic devices where these polyaniline films can be employed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-19092006-163229 |
| Date | 06 June 2006 |
| Creators | Maurício Pereira Regaço |
| Contributors | Ely Antonio Tadeu Dirani, Aparecido Sirley Nicolett, Leonardo Giordano Paterno |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Elétrica, 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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