Novos materiais nanoestruturados para aplicações electroquímicas

Abstract

Esta tese apresenta os resultados dos estudos de desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para aplicação em electroquímica como materiais de eléctrodo. Os estudos focaram-se no desenvolvimento de filmes ultrafinos nanoestruturados de diversos materiais, construídos por diferentes métodos de deposição e que se destinam às aplicações em diferentes tipos de eléctrodo. Foi dada atenção especial ao desenvolvimento de filmes nanoestruturados para revestimento de cristais piezoeléctricos de quartzo com vista à aplicação em microbalanças de quartzo electroquímicas (EQCM). Filmes nanoestruturados de carbono grafite foram depositados por pulverização catódica sobre cristais piezoeléctricos, produzindo materiais de eléctrodo com boas propriedades físicas e químicas. Da mesma forma, a técnica de deposição de filmes camada sobre camada, foi usada na construção de filmes ultrafinos automontados de ácido hilurônico (HA) e mioglobina (Mb). Foi efectuado um estudo de electropolimerização de monómeros fenazínicos à base de vermelho neutro (NR), azul de metileno (MB) e verde de metileno (MG) sobre eléctrodos de cristais piezoeléctricos de quartzo revestidos de ouro, modificados com filmes ultrafinos de carbono e filmes polianiónicos e, eléctrodos compósitos de carbono. Também foram estudados outros tipos de materiais nanoestruturados. Foram efectuados estudos de caracterização de eléctrodos de materiais compósito fabricados com pó de carbono grafite e acetato de celulose. Além disso, foram efectuados estudos de corrosão em filmes de cobre nanoestruturados depositados por pulverização catódica. Todos os materiais foram caracterizados electroquimicamente por voltametria e por espectroscopia de impedância electroquímica. Também foram efectuados estudos de superfície por microscopia de força atómica e, nalguns casos, por microscopia Raman confocal e microscopia electrónica de varrimento com análise por energia dispersiva de raios-X. Os estudos de caracterização demonstraram as potencialidades dos novos materiais como materiais de eléctrodo apresentando boa estabilidade. Alguns destes novos materiais são capazes de substituir eléctrodos metálicos em diversas aplicações, abrindo novas oportunidades para a investigação dos processos de eléctrodo e para a aplicação em sensores e biossensores electroquímicos.

Esta tese apresenta os resultados dos estudos de desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados para aplicação em electroquímica como materiais de eléctrodo. Os estudos focaram-se no desenvolvimento de filmes ultrafinos nanoestruturados de diversos materiais, construídos por diferentes métodos de deposição e que se destinam às aplicações em diferentes tipos de eléctrodo. Foi dada atenção especial ao desenvolvimento de filmes nanoestruturados para revestimento de cristais piezoeléctricos de quartzo com vista à aplicação em microbalanças de quartzo electroquímicas (EQCM). Filmes nanoestruturados de carbono grafite foram depositados por pulverização catódica sobre cristais piezoeléctricos, produzindo materiais de eléctrodo com boas propriedades físicas e químicas. Da mesma forma, a técnica de deposição de filmes camada sobre camada, foi usada na construção de filmes ultrafinos automontados de ácido hilurônico (HA) e mioglobina (Mb). Foi efectuado um estudo de electropolimerização de monómeros fenazínicos à base de vermelho neutro (NR), azul de metileno (MB) e verde de metileno (MG) sobre eléctrodos de cristais piezoeléctricos de quartzo revestidos de ouro, modificados com filmes ultrafinos de carbono e filmes polianiónicos e, eléctrodos compósitos de carbono. Também foram estudados outros tipos de materiais nanoestruturados. Foram efectuados estudos de caracterização de eléctrodos de materiais compósito fabricados com pó de carbono grafite e acetato de celulose. Além disso, foram efectuados estudos de corrosão em filmes de cobre nanoestruturados depositados por pulverização catódica. Todos os materiais foram caracterizados electroquimicamente por voltametria e por espectroscopia de impedância electroquímica. Também foram efectuados estudos de superfície por microscopia de força atómica e, nalguns casos, por microscopia Raman confocal e microscopia electrónica de varrimento com análise por energia dispersiva de raios-X. Os estudos de caracterização demonstraram as potencialidades dos novos materiais como materiais de eléctrodo apresentando boa estabilidade. Alguns destes novos materiais são capazes de substituir eléctrodos metálicos em diversas aplicações, abrindo novas oportunidades para a investigação dos processos de eléctrodo e para a aplicação em sensores e biossensores electroquímicos.