Sensores semicondutores poliméricos planares para detecção de amônia
This work’s main goal is to build, characterize and improve devices for the detection of ammonia in a given ambient using polyaniline as the sensitive layer allied with reduced graphene oxide to improve the sensor’s performance. The architecture of the device is based on a dielectric phenolic resin...
| Autor principal: | Hadano, Fábio Seiti |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4820 |
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riut-1-48202020-04-02T06:01:06Z Sensores semicondutores poliméricos planares para detecção de amônia Semiconducting polymeric planary sensors for ammonia detection Hadano, Fábio Seiti Silva, Wilson José da http://lattes.cnpq.br/6419561860187332 Schneider, Fábio Kurt http://lattes.cnpq.br/1463591813823167 Deus, Jeferson Ferreira de http://lattes.cnpq.br/0581593035628580 Mello, Regina Maria Queiroz de https://orcid.org/0000-0003-2325-2350 http://lattes.cnpq.br/4496761001056649 Silva, Wilson José da http://lattes.cnpq.br/6419561860187332 Detectores Hidrocarbonetos - Aplicações industriais Amônia - Aplicações industriais Polímeros Detectores - Aplicações industriais Engenharia elétrica Detectors Hydrocarbons - Industrial applications Ammonia - Industrial applications Polymers Detectors - Industrial applications Electric engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS::MATERIAIS E COMPONENTES SEMICONDUTORES Engenharia Elétrica This work’s main goal is to build, characterize and improve devices for the detection of ammonia in a given ambient using polyaniline as the sensitive layer allied with reduced graphene oxide to improve the sensor’s performance. The architecture of the device is based on a dielectric phenolic resin coated with an interdigitated electrode array made of copper. On this electrode array, a sensitive layer composed between polyaniline and reduced graphene oxide is deposited. Absorbance and microscopy studies were done in order to study the thin film behavior, as well as electrical measurements to analyze the interaction between both materials. Tests using ammonia were carried on a closed ambient chamber in order to evaluate the sensor’s performance. The device presented an improvement when rGO was added into the polymer’s matrix, where a reduction in response time, an increase in sensibility and the capability to return to its baseline were noticed. The proposed architecture showed promising results performance-wise when compared to other sensors published in the literature that uses more expensive materials like gold, silver and platinum electrodes as well as more refined techniques that results in an increase in the device’s final cost. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho tem como objetivo construir, caracterizar e otimizar dispositivos para a detecção de amônia em um ambiente utilizando polianilina como camada sensível aliada ao óxido de grafeno reduzido para o aumento do desempenho do sensor elétrico. A arquitetura do dispositivo tem sua base composta por uma resina fenólica revestida com uma camada de cobre gravada com uma geometria baseada em um arranjo de eletrodos interdigitados. Sobre esta estrutura, é depositada a solução do compósito entre polianilina e óxido de grafeno reduzido para a formação da camada sensível do sensor. Estudos de absorbância e de microscopia foram realizados para averiguar a camada depositada, bem como medidas elétricas para verificar as interações entre os dois materiais. Testes com os sensores foram realizados em um ambiente fechado para avaliar o desempenho do dispositivo em sua aplicação final. O dispositivo apresentou uma melhora no desempenho quando adicionado óxido de grafeno reduzido à matriz do polímero, com uma redução nos tempos de resposta, aumento da sensibilidade e capacidade de retornar aos valores de linha base. A arquitetura proposta neste trabalho apresentou um desempenho competitivo com relação a outros dispositivos presentes na literatura que fazem uso de materiais com custos muito superiores aos utilizados nesta pesquisa, como eletrodos de ouro, prata e platina, bem como técnicas mais refinadas, o que acaba elevando o custo do produto final. 2020-04-01T19:18:24Z 2020-04-01T19:18:24Z 2020-02-14 masterThesis HADANO, Fábio Seiti. Sensores semicondutores poliméricos planares para detecção de amônia. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4820 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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RIUT |
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Português |
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Detectores Hidrocarbonetos - Aplicações industriais Amônia - Aplicações industriais Polímeros Detectores - Aplicações industriais Engenharia elétrica Detectors Hydrocarbons - Industrial applications Ammonia - Industrial applications Polymers Detectors - Industrial applications Electric engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS::MATERIAIS E COMPONENTES SEMICONDUTORES Engenharia Elétrica |
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This work’s main goal is to build, characterize and improve devices for the detection of ammonia in a given ambient using polyaniline as the sensitive layer allied with reduced graphene oxide to improve the sensor’s performance. The architecture of the device is based on a dielectric phenolic resin coated with an interdigitated electrode array made of copper. On this electrode array, a sensitive layer composed between polyaniline and reduced graphene oxide is deposited. Absorbance and microscopy studies were done in order to study the thin film behavior, as well as electrical measurements to analyze the interaction between both materials. Tests using ammonia were carried on a closed ambient chamber in order to evaluate the sensor’s performance. The device presented an improvement when rGO was added into the polymer’s matrix, where a reduction in response time, an increase in sensibility and the capability to return to its baseline were noticed. The proposed architecture showed promising results performance-wise when compared to other sensors published in the literature that uses more expensive materials like gold, silver and platinum electrodes as well as more refined techniques that results in an increase in the device’s final cost. |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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2020 |
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HADANO, Fábio Seiti. Sensores semicondutores poliméricos planares para detecção de amônia. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
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