DESESBCO
Solventes eutéticos para elétrodos modificados por polímeros: sensores/biossensores eletroquímicos e proteção contra a corrosão

Desafio

O desenvolvimento de novos sensores e biossensores eletroquímicos de elétrodos modificados com um desempenho melhor e mais bem adaptados para a identificação e medição de compostos químicos chave em meios complexos e aplicáveis nas áreas da saúde, dos alimentos e do ambiente. Esta estratégia de modificação será também utilizada para proteger metais por revestimentos inibidores para prevenir a corrosão.

Solução / Objetivo Principal

Os objetivos estratégicos do projeto prevêem o controle da nanoestrutura e morfologia superficial dos novos sensores e biossensores eletroquímicos, com a deposição de nanomateriais e de polímeros eletroativos, investigando a sua formação em novos solventes eutéticos (“deep eutectic solvents” (DES)) binários e ternários. As propriedades eletroquímicas e eletrocatalíticas dos elétrodos modificados irão melhorar as propriedades analíticas dos novos sensores no contexto das aplicações para a deteção de analitos relevantes na saúde, nos alimentos e no ambiente, assim como para revestimentos de metais mais eficazes e duradouros contra a corrosão.

Objetivos, Atividades e Resultados esperados / atingidos

O desenvolvimento de novos sensores e biossensores eletroquímicos será feito baseado em elétrodos modificados com filmes poliméricos preparados em solventes eutéticos com desempenho analítico melhorado. As plataformas serão testadas com analitos importantes em alimentos, saúde e ambiente, e como filmes protetores contra a corrosão.

Os solventes eutéticos (DES) terão um papel crucial no projeto. DES são solventes fáceis de preparar, têm baixa toxicidade e são suficientemente condutores para serem usados como eletrólitos e solventes, meios para a formação de filmes de polímeros eletroativos em elétrodos-substrato apropriados por eletropolimerização. A preparação de diferentes filmes de polímeros em etalina DES, principalmente fenazínicos, já efectuada por nós, demonstrou que a nanoestrutura, a morfologia e as propriedades eletroquímicas dos filmes poliméricos formados são diferentes. O mecanismo detalhado da eletropolimerização em etalina e outros DES binários está a ser investigado. DES ternários, com dois doadores de ligação de hidrogénio, estão a ser avaliados para a eletrossíntese de polímeros eletroativos, procurando menor viscosidade e maior condutividade, melhor estabilidade ao longo do tempo e com a temperatura.

Paralelamente, a influência da incorporação de nanomateriais será avaliada (principalmente nanotubos, nanopartículas de metais e de óxidos metálicos, grafeno e negro de carbono), antes, simultaneamente e posteriormente à eletrossíntese do polímero. Os efeitos eletrocatalíticos serão explorados.
As plataformas de elétrodo assim construídas serão avaliadas em sensores e em biossensores enzimáticos com analitos modelo. Isto irá incluir o uso de DES vs. solução aquosa para incorporação dos componentes das camadas modificadoras para sensores, bem como técnicas de imobilização enzimática diferentes. Serão testados analitos-chave para alimentos, na saúde e no meio ambiente, escolhidos à luz das preocupações e da legislação vigente.

A eletropolimerização dos corantes fenazina em metais sujeitos à corrosão, será realizada em meios DES identificados para este fim, e comparada com a mesma estratégia em solução aquosa.