00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Tese
Título: Aplicações de quantum dots na eletroquímica: desenvolvimento de sensor e microdispositivo
Título(s) alternativo(s): Applications of quantum dots in electrochemistry: development of sensor and microdevice
Autor(es): França, Caio César Lima de França
Primeiro Orientador: Galdino , Fabiane Caxico de Abreu
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Diógenes Meneses dos
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Antonio Osimar Sousa da
metadata.dc.contributor.referee2: Lima, Phabyanno Rodrigues
metadata.dc.contributor.referee3: Souza, Felipe Thiago Caldeira de
Resumo: Nas análises eletroquímicas com a utilização de sensores, procura-se inovação para o desenvolvimento de camadas auto montadas, pois o objetivo de se modificar a superfície de um eletrodo é aumentar sua estabilidade físico-química, interação, seletividade e sensibilidade com um analito específico. O uso de quantum dots em eletroquímica tem aumentado consideravelmente, em vista às suas propriedades ópticas e eletrônicas. Os quantum dots são extensivamente estudados em suas propriedades ópticas, no entanto, suas propriedades elétricas são deficientes de literatura rebuscada quando comparado com o volume e qualidade da literatura existente sobre as propriedades ópticas. Com base nisto buscou-se dar uma aplicação eletroquímica com o desenvovimento de sensor eletroquímico e microdispositivo de detecção eletroquímica, pois a busca por análises cada vez mais rápidas/práticas de serem realizadas tem aumentado nos últimos anos. Tais microdispositivos tem emergido como uma metodologia de análise potente e confiável pois apresentam várias vantagens claras como uma maior portabilidade, um custo reduzido, geração de menos resíduos, uma descartabilidade mais adequada. No presente estudo, desenvolveu-se um sensor eletroquímico utilizando o eletrodo de ouro modificado com β-ciclodextrina (β-CD) e o quantum dot de estrutura núcleo casca, seleneto de cádmio/sulfeto de cádmio (CdSe/CdS). Esse sistema foi caracterizado frente às propriedades eletroquímicas utilizando-se as técnicas de voltametria cíclica, fez-se as quantificações dos composotos frente as técnicas de voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial. Foi desenvolvido um sensor eletroquímico, com uma monocamada auto organizada sobre a superfície de um eletrodo de ouro, aminotiol / 11-MUA / CdSe/CdS / β-CDSH chamado de sistema 1 e outro sensor com uma monocamada auto organizada sobre a superfície de um eletrodo de ouro, aminotiol / CdSe/CdS / β-CDSH chamado de sistema 2. O sistema 1 sempre apresentou correntes de picos maiores, sendo assim ele demonstrou ser mais adequado. Para a avaliação frente às suas propriedades ópticas, utilizou-se espectroscopia de UV-Vis. Conseguiu-se obter detecção eletroquímica de ácido úrico e dopamina pelas técnicas de voltametria cíclica e voltametria de pulso diferencial. Utilizando espectroscopia de UV-Vis houve um deslocamento das bandas de absorção. Para os experimentos eletroquímicos e espectroscópicos foi utilizado tampão fosfato em pH 6,96, as medidas eletroquímicas foram realizadas em velocidade de 50 mVs-1 , o eletrodo de referência foi Ag/AgCl. Posterirmente foi desenvolvido um microdispositivo fabricado em papel através de maneira simples e barata acoplado com eletrodos de carbono, os microdispositivos produzidos foram utilizados como células eletroquímicas dos experimentos. O eletrodo de trabalho empregado nas análises foi feito de carbono modificado com o quantum dot de estrutura núcleo casca CdSe/CdS. A modificação do eletrodo de trabalho foi desenvolvida, caracterizada e otimizada. O CdSe/CdS depositado sobre o eletrodo de trabalho mostrou ótimo desempenho eletroquímico e analítico. O microdispositivo apresentou uma boa estabilidade, pois os valores obtidos de desvio padrão relativo para as correntes de pico anódico foi de 2,85% e para os potenciais de pico anódico foi de 2,46% para a repetibilidade; já para a reprodutibilidade as respostas eletroquímicas apresentaram variação do desvio padrão relativo de 9,03% para o pico anódico e 4,29% para os potenciais de pico anódicos.
Abstract: In electrochemical analyzes with the use of sensors, innovation is sought for the development of self-assembled layers, since the objective of modifying the surface of an electrode is to increase its physical-chemical stability, interaction, selectivity and sensitivity with a specific analyte. The use of quantum dots in electrochemistry has increased considerably, in view of its optical and electronic properties. Quantum dots are extensively studied for their optical properties, however, their electrical properties are deficient in elaborate literature when compared to the volume and quality of the existing literature on optical properties. Based on this, we sought to give an electrochemical application with the development of electrochemical sensor and electrochemical detection microdevice, since the search for increasingly faster/practical analyzes to be carried out has increased in recent years. Such microdevices have emerged as a powerful and reliable analysis methodology as they present several clear advantages such as greater portability, reduced cost, less waste generation, more suitable disposability. In the present study, an electrochemical sensor was developed using the gold electrode modified with β-cyclodextrin (β-CD) and the quantum dot of shell core structure, cadmium selenide/cadmium sulfide (CdSe/CdS). This system was characterized against the electrochemical properties using the cyclic voltammetry techniques, the composites were quantified against the cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry techniques. An electrochemical sensor was developed, with a self-organized monolayer on the surface of a gold electrode, aminothiol / 11-MUA / CdSe / CdS / β-CDSH called system 1 and another sensor with a self-organized monolayer on the surface of a gold electrode, aminothiol / CdSe / CdS / β-CDSH called system 2. System 1 always presented higher peak currents, so it proved to be more suitable. For the evaluation of its optical properties, UV-Vis spectroscopy was used. Electrochemical detection of uric acid and dopamine was achieved by cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. Using UV-Vis spectroscopy, there was a shift in the absorption bands. For electrochemical and spectroscopic experiments, phosphate buffer at pH 6.96 was used, electrochemical measurements were performed at a speed of 50 mVs-1, the reference electrode was Ag / AgCl. Subsequently, a microdevice made of paper was developed through a simple and inexpensive way coupled with carbon electrodes, the microdevices produced were used as electrochemical cells for the experiments. The working electrode used in the analyzes was made of carbon modified with the quantum dot of CdSe/CdS shell core structure. The modification of the working electrode was developed, characterized and optimized. The CdSe/CdS deposited on the working electrode showed excellent electrochemical and analytical performance. The microdevice showed good stability, since the values obtained for the relative standard deviation for the anodic peak currents was 2.85% and for the anodic peak potentials it was 2.46% for repeatability; for reproducibility, the electrochemical responses showed a variation of the relative standard deviation of 9.03% for the anodic peak and 4.29% for the anodic peak potentials.
Palavras-chave: Quantum dots
Cadmium Sulphuratum
Hidroxipropil-beta-ciclodextrina.
Sensores eletroquímicos
Quantum dot
CdSe / CdS
β-cyclodextrin
Sensors
Microdevice
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Materiais
Citação: FRANÇA, Caio César Lima de. Aplicações de quantum dots na eletroquímica: desenvolvimento de sensor e microdispositivo. 2020. 105 f. Tese (Doutorado em Materiais) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Materiais, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/6968
Data do documento: 10-mar-2020
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