@PhDThesis{Saito:2014:ElNaCa,
author = "Saito, Eduardo",
title = "Eletrodos de nanotubos de carbono verticalmente alinhados
esfoliados por plasma de oxig{\^e}nio",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-06-02",
keywords = "nanotubos de carbono verticalmente alinhados, {\'o}xido de
grafeno, sensores eletroqu{\'{\i}}micos, vertically aligned
carbon nanotubes, graphene oxide, electrochemical sensors.",
abstract = "A presente tese trata da obten{\c{c}}{\~a}o de filmes de
nanotubos de carbono verticalmente alinhados (NTCVA)
funcionalizados e exfoliados {\`a} {\'o}xido de grafeno (GO) por
plasma de oxig{\^e}nio, formando um material h{\'{\i}}brido
NTCVA-GO, para aplica{\c{c}}{\~o}es eletroqu{\'{\i}}micas. Os
filmes produzidos foram utilizados para diversas finalidades como
eletrodos, armazenadores de energia e para a
constru{\c{c}}{\~a}o de uma c{\'e}lula eletroqu{\'{\i}}mica
microvolum{\'e}trica. Os eletrodos dos filmes de NTCVA-GO foram
avaliados com uma sonda redox para verifica{\c{c}}{\~a}o da
reversibilidade e cin{\'e}tica pelas t{\'e}cnicas de voltametria
c{\'{\i}}clica e espectroscopia de imped{\^a}ncia
eletroqu{\'{\i}}mica. Conforme essas avalia{\c{c}}{\~o}es os
filmes apresentaram {\'o}tima reversibilidade (59mV/n) e baixa
resist{\^e}ncia de transfer{\^e}ncia de carga
(6m\$\Omega\$.\$cm^{2}\$) com rela{\c{c}}{\~a}o ao processo
redox. Al{\'e}m disso o processo de crescimento dos filmes foi
ajustado para a obten{\c{c}}{\~a}o de filmes mais ou menos
capacitivos, dependendo do processo de crescimento. Foi
confirmado, no processo A, que a interrup{\c{c}}{\~a}o do
fornecimento do fluxo dos gases antes do desligamento do reator
(condi{\c{c}}{\~o}es de aquecimento e fonte de microondas)
produz filmes menos capacitivos e mais apropriados para
aplica{\c{c}}{\~o}es eletroqu{\'{\i}}micas. Paralelamente, no
processo B, se a fonte de energia do reator for interrompida
mantendo-se as condi{\c{c}}{\~o}es de fluxo de gases {\'e}
poss{\'{\i}}vel obter filmes com alt{\'{\i}}ssima
capacit{\^a}ncia espec{\'{\i}}fica (\$\sim\$330 F/g).
Al{\'e}m disso, os eletrodos de NTCVA-GO foram utilizados para a
detec{\c{c}}{\~a}o do elemento chumbo em meio de acetato de
s{\'o}dio com a t{\'e}cnica de voltametria de pulso diferencial.
Os testes indicaram uma alta sensibilidade de
35.47uA.\$uM^{-1}\$, limite de detec{\c{c}}{\~a}o de
\$48.3.10^{-11}\$M e menor valor de detec{\c{c}}{\~a}o de
1.10-9M. Estes valores s{\~a}o melhores que os encontrados na
literatura, igualado apenas pelos mais sens{\'{\i}}veis
eletrodos de merc{\'u}rio. Outro ensaio foi a
detec{\c{c}}{\~a}o de glucose com nanotubos de carbono crescidos
com solu{\c{c}}{\~a}o alco{\'o}lica de nitrato de cobalto
(3.5mM). Os filmes apresentaram a resposta no potencial de 0.4V
(VS. Ag/AgCl(3M)), com sensibilidade suficiente para detectar os
n{\'{\i}}veis encontrados no sangue. Por fim os eletrodos de
NTCVA-GO foram utilizados para a constru{\c{c}}{\~a}o de uma
c{\'e}lula eletroqu{\'{\i}}mica com capacidade de
30\$\mu\$L. A c{\'e}lula foi avaliada e comparada com a
t{\'e}cnica de voltametria c{\'{\i}}clica com a sonda redox
Ferricianeto de pot{\'a}ssio. ABSTRACT: In the present thesis it
was studied the electrochemical applications of Vertically aligned
carbon nanotubes (VACNT) exfoliated and functionalized by oxygen
plasma producing graphene oxide (GO) at the tips. The process
produces a hybrid VACNT-GO thin films with several applications as
e.g. electrodes, energy storage and for microvolumetric
electrochemical cells. The reversibility of VACNT-GO electrodes
was evaluated by a known redox couple by Cyclic voltammetry and
electrochemical impedance spectroscopy. According to the results,
the electrodes presented a reversible response (59mV/n) and low
charge transfer resistance (6m\$\Omega\$.\$cm^{2}\$) with the
redox couple. Besides, the effects of growth condition were
evaluated in respect of electrochemical double layer capacitance.
In one process, turning off the gas feeding before the thermal and
microwave sources produces thin films less capacitives and,
consequently, more appropriated for electrochemical detection. In
parallel, a second process consisting of turning off the microwave
and thermal source firstly produces films with high specific
capacitance (\$\sim\$330F/g). In addition to this study, the
VACNT electrodes were applied to lead detection in acetate buffer
media by differential pulse voltammetry. The electrodes presented
good reversibility (\$35.47uA.uM^{-1}\$) and very low limit of
detection (\$48.3.10^{-11}\$M), comparable only by the most
sensitive mercury electrodes. Another test was performed using CNT
thin films grown using cobalt catalyst for electrochemical
detection of Glucose by amperometry. At the end a microvolumetric
electrochemical cell (with 30\$\mu\$L) were produced to
evaluate the synergy of electrochemical reversibility (with a
redox couple) of VACNT-GO films and its superhidophobicity.",
committee = "Corat, Evaldo Jos{\'e} (presidente/orientador) and Trava-Airoldi,
Vladimir Jesus and Antunes, Erica Freire and Freire Junior,
Fernando L{\'a}zaro and Cristovan, Fernando Henrique",
englishtitle = "Verticaly aligned carbon nanotube electrodes exfoliated by oxygen
plasma",
language = "pt",
pages = "150",
ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3GBGECS",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP5W34M/3GBGECS",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}