Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Menezes, Natalia Pereira
Orientador(a): Dartora, César Augusto, 1978-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Transistores
Eletroquímica
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/87194
Resumo: Orientador: Prof. Dr. César Augusto Dartora
id UFPR_671054cc48fe6ced03135cf4e925ee41
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/87194
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str
spelling Mariano, André Augusto, 1980-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEDartora, César Augusto, 1978-Menezes, Natalia Pereira2024-03-20T19:32:33Z2024-03-20T19:32:33Z2023https://hdl.handle.net/1884/87194Orientador: Prof. Dr. César Augusto DartoraCoorientador: Prof. Dr. André Augusto MarianoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa : Curitiba, 29/09/2023Inclui referênciasResumo: A convergˆencia das tecnologias de Eletr ˆonica Orgˆanica e Biossensores representa um mercado em expans˜ao com significativo potencial como uma forc¸a transformadora em futuras tecnologias. A fus ˜ao desses campos promete atender 'a crescente demanda por testes diagn' osticos r 'apidos, descomplicados e economicamente vi 'aveis no ponto de atendimento e em situac¸ ˜oes de emergˆ encia. Dentre as diversas tecnologias prontas para contribuir para o monitoramento da sa'ude, os Transistores Orgˆanicos Eletroqu'imicos (OECTs) emergem como particularmente promissores. Os OECTs possuem a capacidade de interagir com ambientes biol 'ogicos diversos e intrincados, traduzindo informac¸ ˜oes biol 'ogicas em intensidades mensur'aveis. Este projeto de pesquisa prop˜oe uma metodologia experimental fundamentada na microfabricac¸ ˜ao para avanc¸ar no desenvolvimento dos OECTs e explorar seu comportamento e propriedades de material para poss'iveis aplicac¸ ˜oes de detecc¸ ˜ao. Os dispositivos fabricados foram projetados para operar em dois modos distintos: acumulac¸ ˜ao e deplec¸ ˜ao. Camadas ativas, especificamente PEDOT:PSS e P3HHT, foram empregadas para elucidar sua influˆencia no desempenho do dispositivo. A an' alise dos resultados em estado estacion' ario revelou percepc¸ ˜oes not'aveis. Os OECTs de PEDOT:PSS exibiram sensibilidade direta 'a composic¸ ˜ao do eletr ' olito e 'a espessura do canal. Por outro lado, a natureza de baixo inchac¸o do P3HHT, um pol'imero selecionado para os transistores de modo de acumulac¸ ˜ao, os tornou suscet'iveis a ˆanions maiores do eletr ' olito, mas n˜ao apresentaram resposta discern'ivel a variac¸ ˜oes na concentrac¸ ˜ao de 'ions. Uma distinc¸ ˜ao crucial entre os OECTs de PEDOT:PSS e P3HHT foi destacada por meio de testes de estabilidade de imers˜ao e estresse el ' etrico. As propriedades intr'insecas de baixo inchac¸o do P3HHT emergiram como um fator crucial na estabilidade e reversibilidade estabelecidas para dispositivos de modo de acumulac¸ ˜ao. Mesmo ap'os um longo per'iodo de imers˜ao de 40 dias e 50 ciclos eletroqu'imicos, o P3HHT demonstrou uma not'avel resili ˆ encia. Em resumo, o objetivo principal deste projeto foi delinear uma metodologia experimental para microfabricar OECTs e explorar seu potencial em aplicac¸ ˜oes de detecc¸ ˜ao biol ' ogica. O sucesso desta empreitada 'e destacado pelas conclus˜oes conclusivas de testes de estabilidade e ajuste, afirmando a viabilidade dos OECTs como uma plataforma vers' atil para detecc¸ ˜ao biol 'ogica em aplicac¸ ˜oes de sa'ude e diagn' ostico.Abstract: The convergence of Organic Electronics and Biosensor technologies represents a burgeoning market with significant potential as a transformative force in future technologies. The amalgamation of these fields holds promise in addressing the escalating demand for rapid, uncomplicated, and cost-effective Point-of-Care diagnostic and emergency testing. Among the various technologies poised to contribute to healthcare monitoring, Organic Electrochemical Transistors (OECTs) emerge as particularly promising. OECTs possess the capability to interface with diverse and intricate biological environments, translating biological information into measurable intensities. This research project proposes an experimental methodology grounded in microfabrication to advance the development of OECTs and explore their behavior and material properties for potential sensing applications. The fabricated devices were designed to operate in two distinct modes: accumulation and depletion. Active layers, specifically PEDOT:PSS and P3HHT, were employed to elucidate their influence on device performance.The analysis of steady-state results revealed notable insights. PEDOT:PSS OECTs exhibited direct sensitivity to the composition of the electrolyte and channel thickness. Conversely, the low-swelling nature of P3HHT, a polymer selected for the accumulation mode transistors, rendered them susceptible to larger anions from the electrolyte but exhibited no discernible response to variations in ion concentration.A critical distinction between PEDOT:PSS and P3HHT OECTs was underscored through immersion and electrical stress stability tests. The intrinsic low-swelling properties of P3HHT emerged as a pivotal factor in establishing stability and reversibility for accumulation mode devices. Even after a prolonged 40-day immersion period and 50 electrochemical cycles, P3HHT demonstrated remarkable resilience.In summation, the primary objective of this project was to delineate an experimental methodology for microfabricating OECTs and to explore their potential in biosensing applications. The success of this endeavor is underscored by the conclusive findings from stability assays and tuning tests, affirming the viability of OECTs as a versatile platform for biosensing in healthcare and diagnostic applications.1 recurso online : PDF.application/pdfTransistoresEletroquímicaEngenharia de Materiais e MetalurgiaDesenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisengreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - NATALIA PEREIRA MENEZES.pdfapplication/pdf7512856https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/87194/1/R%20-%20T%20-%20NATALIA%20PEREIRA%20MENEZES.pdfac8273e434c5881ce3b8cf0922ed38f7MD51open access1884/871942024-03-20 16:32:33.624open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/87194Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082024-03-20T19:32:33Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
title Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
spellingShingle Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
Menezes, Natalia Pereira
Transistores
Eletroquímica
Engenharia de Materiais e Metalurgia
title_short Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
title_full Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
title_fullStr Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
title_full_unstemmed Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
title_sort Desenvolvimento e caracterização de transistores eletroquímicos orgânicos
author Menezes, Natalia Pereira
author_facet Menezes, Natalia Pereira
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Mariano, André Augusto, 1980-
Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Dartora, César Augusto, 1978-
dc.contributor.author.fl_str_mv Menezes, Natalia Pereira
contributor_str_mv Dartora, César Augusto, 1978-
dc.subject.por.fl_str_mv Transistores
Eletroquímica
Engenharia de Materiais e Metalurgia
topic Transistores
Eletroquímica
Engenharia de Materiais e Metalurgia
description Orientador: Prof. Dr. César Augusto Dartora
publishDate 2023
dc.date.issued.fl_str_mv 2023
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-03-20T19:32:33Z
dc.date.available.fl_str_mv 2024-03-20T19:32:33Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/87194
url https://hdl.handle.net/1884/87194
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 1 recurso online : PDF.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/87194/1/R%20-%20T%20-%20NATALIA%20PEREIRA%20MENEZES.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv ac8273e434c5881ce3b8cf0922ed38f7
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv informacaodigital@ufpr.br
_version_ 1847526217087975424

Registros relacionados