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Sensores eletroquímicos de grafeno induzido por laser: aplicações na detecção de resíduos de glifosato
dc.creator | Lopes, Bruno Vasconcellos | |
dc.date.accessioned | 2024-11-12T22:20:30Z | |
dc.date.available | 2024-11-12T22:20:30Z | |
dc.date.issued | 2024-08-08 | |
dc.identifier.citation | LOPES, Bruno Vasconcellos. Sensores Eletroquímicos de Grafeno Induzido por Laser: aplicações na detecção de sesíduos de glifosato. 2024. 105 f. Tese (Doutorado em Ciências e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14554 | |
dc.description.abstract | The thesis was structured as a literature review and two scientific articles. The review contextualized the use of agrochemicals in the Brazilian scenario, focusing on glyphosate, and emphasized the importance of monitoring these residues. It addressed the evolution of materials for application in electrochemical sensors, as well as the basic concepts of their functioning. Finally, it emphasized the use of electrochemical sensors for monitoring glyphosate residues. The first article reviewed advancements in the synthesis of Laser-Induced Graphene (LIG), initially developed with polyimide, but now exploring a wide range of materials, including synthetic polymers and biomass. It also explored the types of lasers utilized and modification methods, such as drop-casting and electrodeposition, which are employed to enhance the performance of LIG-based sensors by adjusting their electrochemical properties for various sensing applications in agriculture. The article highlighted LIG as a substrate for sensor platforms in the detection of metallic and organic pollutants, nitrate detection in soil, and leaf moisture, demonstrating its contribution to more sustainable agricultural practices. The second article detailed the development of an LIG sensor for glyphosate detection in drinking water, presenting promising results with detection and quantification limits of 2.7 μmol L⁻¹ and 9.0 μmol L⁻¹, respectively. The electrochemical characterization demonstrated a well-defined irreversible oxidation peak, while morphological and structural analysis revealed a foam-like porous structure with high surface area and crystalline parts. Raman analyses exhibited typical characteristics of graphene material. Selectivity tests showed good resistance to common interferents, and tests with drinking water samples indicated a reduction in detection capability at low concentrations. In conclusion, the developed LIG sensors proved to be a viable and cost-effective alternative for glyphosate detection, with potential application as sample pre-screening systems. Furthermore, the possibility of fabricating LIG from biodegradable natural polymers adds a sustainability dimension to these sensors. This not only reduces environmental impact but also aligns with the growing demands for more environmentally friendly agricultural technologies. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Sensor eletroquímico | pt_BR |
dc.subject | Grafeno por indução a laser | pt_BR |
dc.subject | Glifosato | pt_BR |
dc.subject | Monitoramento ambiental | pt_BR |
dc.subject | Agrotóxicos | pt_BR |
dc.subject | Electrochemical sensor | pt_BR |
dc.subject | Laser-inducer graphene | pt_BR |
dc.subject | Glyphosate | pt_BR |
dc.subject | Environmental monitoring | pt_BR |
dc.subject | Herbicide | pt_BR |
dc.title | Sensores eletroquímicos de grafeno induzido por laser: aplicações na detecção de resíduos de glifosato | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/8594724309661686 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/4035574249612354 | pt_BR |
dc.description.resumo | A tese foi estruturada em uma revisão de literatura e dois artigos científicos. A revisão contextualizou o uso dos agrotóxicos no cenário brasileiro, focando no glifosato, e destacou a importância do monitoramento desses resíduos. Abordou a evolução dos materiais para aplicação em sensores eletroquímicos, bem como os conceitos básicos do funcionamento desses sensores. Por fim, enfatizou o uso dos sensores eletroquímicos para o monitoramento de resíduos de glifosato. O primeiro artigo revisou os avanços na síntese de LIG, inicialmente desenvolvida com poliimida, mas agora explorando uma ampla gama de materiais, incluindo polímeros sintéticos e biomassa. Também explorou os tipos de laser utilizados e os métodos de modificação, como drop-casting e eletrodeposição, que são empregados para aprimorar o desempenho dos sensores à base de LIG, ajustando suas propriedades eletroquímicas para variadas aplicações sensoriais na agricultura. Ressaltou o LIG como substrato para plataformas sensoras na detecção de poluentes metálicos e orgânicos, detecção de nitrato no solo e umidade em folhas, mostrando sua contribuição para práticas agrícolas mais sustentáveis. O segundo artigo detalhou o desenvolvimento de um sensor LIG para a detecção de glifosato em água potável, apresentando resultados promissores com limites de detecção e quantificação de 2,7 μmol L⁻¹ e 9,0 μmol L⁻¹, respectivamente. A caracterização eletroquímica demonstrou um pico de oxidação irreversível bem definido, enquanto a análise morfológica e estrutural revelou uma estrutura porosa tipo espuma com alta área superficial e partes cristalinas. As análises em Raman apresentaram características típicas do material grafeno. Os testes de seletividade mostraram boa resistência a interferentes comuns, e os testes com amostras de água potável indicaram uma redução na capacidade de detecção em baixas concentrações. Em conclusão, os sensores LIG desenvolvidos mostraram-se uma alternativa viável e de baixo custo para a detecção de glifosato, podendo ser aplicados como sistemas de pré-seleção das amostras. Além disso, a possibilidade de fabricar LIG a partir de polímeros naturais biodegradáveis adiciona uma dimensão de sustentabilidade a esses sensores. Isso não apenas reduz o impacto ambiental, mas também se alinha com as crescentes demandas por tecnologias agrícolas mais ecológicas. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Carreño, Neftalí Lenin Villarreal | |
dc.subject.cnpq1 | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
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