Fabricação de novos filamentos condutores para a produção de sensores eletroquímicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Fernandes Junior, Wilson Silva
Orientador(a): Janegitz, Bruno Campos lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus Sorocaba
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-So
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Manufatura aditiva
Filamentos condutores
Sensores eletroquímicos
Sulfametoxazol
Sulfadiazina
Palavras-chave em Inglês:
Additive Manufacturing
Conductive filaments
Electrochemical sensors
Sulfamethoxazole
Sulfadiazine
Área do conhecimento CNPq:
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/21569
Resumo: Additive manufacturing allows the production of objects layer upon layer from three-dimensional models, reducing costs and enabling mass production. Electrochemical sensors printed through additive manufacturing require conductive filaments, but commercial ones are expensive and imported, in addition to having inferior performance. Laboratory-produced filaments stand out by reducing import dependence and allowing for control over electrical conductivity. With electrochemical sensors made from these filaments, it is possible to detect various analytes, such as antibiotics. Sulfamethoxazole and sulfadiazine are antibiotics used to treat pathogenic bacterial infections in cattle and humans. However, when administered in high doses or improperly, these drugs can cause bioaccumulation in humans and animal-derived products. Therefore, the aim of this work was to manufacture a conductive filament using carbon black, multi-walled carbon nanotubes, and polylactic acid, used in the production of sensors to determine sulfamethoxazole and sulfadiazine in water and milk samples, in a linear range of 5.0 to 60 μmol L−1 and 5.0 to 50 μmol L−1, respectively, with a limit of detection of 0.3 μmol L−1 for both, demonstrating high efficiency for electrochemical applications.
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Electrochemical sensors printed through additive manufacturing require conductive filaments, but commercial ones are expensive and imported, in addition to having inferior performance. Laboratory-produced filaments stand out by reducing import dependence and allowing for control over electrical conductivity. With electrochemical sensors made from these filaments, it is possible to detect various analytes, such as antibiotics. Sulfamethoxazole and sulfadiazine are antibiotics used to treat pathogenic bacterial infections in cattle and humans. However, when administered in high doses or improperly, these drugs can cause bioaccumulation in humans and animal-derived products. Therefore, the aim of this work was to manufacture a conductive filament using carbon black, multi-walled carbon nanotubes, and polylactic acid, used in the production of sensors to determine sulfamethoxazole and sulfadiazine in water and milk samples, in a linear range of 5.0 to 60 μmol L−1 and 5.0 to 50 μmol L−1, respectively, with a limit of detection of 0.3 μmol L−1 for both, demonstrating high efficiency for electrochemical applications.A manufatura aditiva permite a produção de objetos camada sobre camada a partir de modelos tridimensionais, reduzindo custos e viabilizando a produção em massa. Sensores eletroquímicos impressos por manufatura aditiva requerem filamentos condutores, porém os comerciais são caros e importados, além de apresentarem desempenho inferior. Filamentos produzidos em laboratório destacam-se por reduzir a dependência de importação e permitir o controle da condutividade elétrica. Com os sensores eletroquímicos feitos com esses filamentos, é possível realizar a detecção de diversos analitos, como por exemplo os antibióticos. O sulfametoxazol e a sulfadiazina são antibióticos utilizados para o tratamento de infecções bacterianas patogênicas no gado e nos seres humanos, porém com a administração em grandes doses ou de maneira imprópria, estes medicamentos podem provocar bioacumulação em seres humanos e produtos de origem animal. Portanto, o objetivo deste trabalho foi a produção de um filamento condutor utilizando negro de fumo, nanotubos de carbono de paredes múltiplas e ácido polilático, utilizado na fabricação de sensores para determinar sulfametoxazol e sulfadiazina em amostras de água e leite, em uma faixa linear de 5,0 a 60 μmol L−1 e 5,0 a 50 μmol L−1, respectivamente, e apresentando um limite de detecção de 0,3 μmol L−1 para ambos, demonstrando alta eficiência para aplicações eletroquímicas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Processo n° 88887.821619/2023-00Processo n° 2023/00317-6porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessManufatura aditivaFilamentos condutoresSensores eletroquímicosSulfametoxazolSulfadiazinaAdditive ManufacturingConductive filamentsElectrochemical sensorsSulfamethoxazoleSulfadiazineCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAFabricação de novos filamentos condutores para a produção de sensores eletroquímicosManufacture of new conductive filaments for the production of electrochemical sensorsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação - Wilson da Silva Fernandes Junior.pdfDissertação - Wilson da Silva Fernandes Junior.pdfapplication/pdf4086316https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/497de69f-d094-4b15-9966-1b88d66ec9a0/download33ac74e0fdca0097e0d672b1f19b32a6MD52trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3403fd99-5699-4a03-a4b5-9fc92b1ecdf8/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD53falseAnonymousREADTEXTDissertação - Wilson da Silva Fernandes Junior.pdf.txtDissertação - Wilson da Silva Fernandes Junior.pdf.txtExtracted texttext/plain103013https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/4cdfdcff-e6b3-4c36-bda1-a61318bfd6cf/downloadc4b288db420344819642885a3b4ea581MD54falseAnonymousREADTHUMBNAILDissertação - Wilson da Silva Fernandes Junior.pdf.jpgDissertação - Wilson da Silva Fernandes Junior.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3697https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1ca8a82e-9ef4-4d61-9a30-9f6efd48b83c/downloadaa5d860c39b70cd7372278e2b1df77e6MD55falseAnonymousREAD20.500.14289/215692025-03-18 00:07:49.028http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/21569https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-03-18T03:07:49Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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