Filme de poiestireno nanoestruturado aplicado ao sensoriamento espectroscópico de glifosato em água
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35609 |
Resumo: | The present study describes the development, characterization, and application of polystyrene thin films functionalized with gold nanoparticles for glyphosate sensing in water. The polystyrene thin films were deposited on glass substrates using Spin Coating, allowing the control of film thickness based on the applied rotational speeds. The optical characterization of the films was performed using UV-Vis spectroscopy combined with the Swanepoel method, enabling the calculation of film thickness and refractive indices. For rotation speeds ranging from 600 to 4500 rpm, the film thickness varied between 489 and 1140 nm, while the refractive indices ranged from 1.57 to 1.74 in the wavelength range of 370 to 990 nm. The films were functionalized with gold nanoparticles synthesized with cysteamine, using sodium borohydride as the reducing agent. The functionalized films demonstrated the ability to detect specific variations in the absorption spectrum after contact with glyphosate solutions at concentrations ranging from 0.4 ¼M to 4 mM. A calibration curve was generated using allometric fitting, resulting in a detection limit of 424 ¼g/L, which is below the maximum permissible level set by Brazilian legislation for glyphosate in water. The sensor system proved to be cost-effective compared to traditional detection methods, utilizing low-cost materials and a simple fabrication process. The operation of the sensor also stood out for its simplicity, relying solely on the direct interaction between the functionalized film and the analyte, without requiring complex protocols during the analysis. |
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Filme de poiestireno nanoestruturado aplicado ao sensoriamento espectroscópico de glifosato em águaNanostrucutured polystirene film applied to spectroscopic sensing of glyphosate in waterFilmes finosDetectores ópticosNanopartículasPoliestirenoRessonância de plasmon de superfícieÁgua - Teor de glifosatoThin filmsOptical detectorsNanoparticlesPolystyreneSurface plasmon resonanceWater - Glyphosate contentCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaThe present study describes the development, characterization, and application of polystyrene thin films functionalized with gold nanoparticles for glyphosate sensing in water. The polystyrene thin films were deposited on glass substrates using Spin Coating, allowing the control of film thickness based on the applied rotational speeds. The optical characterization of the films was performed using UV-Vis spectroscopy combined with the Swanepoel method, enabling the calculation of film thickness and refractive indices. For rotation speeds ranging from 600 to 4500 rpm, the film thickness varied between 489 and 1140 nm, while the refractive indices ranged from 1.57 to 1.74 in the wavelength range of 370 to 990 nm. The films were functionalized with gold nanoparticles synthesized with cysteamine, using sodium borohydride as the reducing agent. The functionalized films demonstrated the ability to detect specific variations in the absorption spectrum after contact with glyphosate solutions at concentrations ranging from 0.4 ¼M to 4 mM. A calibration curve was generated using allometric fitting, resulting in a detection limit of 424 ¼g/L, which is below the maximum permissible level set by Brazilian legislation for glyphosate in water. The sensor system proved to be cost-effective compared to traditional detection methods, utilizing low-cost materials and a simple fabrication process. The operation of the sensor also stood out for its simplicity, relying solely on the direct interaction between the functionalized film and the analyte, without requiring complex protocols during the analysis.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP)Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do ParanáO presente trabalho descreve o desenvolvimento, caracterização e aplicação de filmes finos de poliestireno funcionalizados com nanopartículas de ouro para o sensoriamento de glifosato em água. Os filmes finos foram depositados em substratos de vidro por Spin Coating, o que permitiu controlar a espessura conforme a rotação aplicada. A caracterização ótica dos filmes foi realizada utilizando espectroscopia ultravioleta-visível em conjunto com o método de Swanepoel, permitindo o cálculo das espessuras e dos índices de refração. Para rotações por minuto entre 600 e 4500, as espessuras variaram entre 489 e 1140 nm, enquanto os índices de refração variaram de 1,57 a 1,74 na faixa de comprimento de onda de 370 a 990 nm, enquanto. A funcionalização dos filmes foi realizada com nanopartículas de ouro sintetizadas com cisteamina, utilizando borohidreto de sódio como agente redutor. Os filmes funcionalizados mostraram capacidade de detectar variações específicas no espectro de absorção após o contato com soluções de glifosato em concentrações de 0,4 ¼M a 4 mM. Uma curva de calibração foi gerada utilizando ajuste alométrico, e o limite de detecção obtido foi de 424 ¼g/L, quantidade inferior ao valor máximo permitido pela legislação brasileira para a quantidade de glifosato em água. O sistema sensor mostrou-se financeiramente vantajoso, quando comparado com os métodos tradicionais de detecção, utilizando materiais de baixo custo e um processo de fabricação simples. A operação do sensor também se destacou pela sua simplicidade, dependendo apenas da interação direta entre o filme funcionalizado e o analito, sem a necessidade de protocolos complexos durante a análise.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRFabris, José Luíshttps://orcid.org/0000-0001-5630-1193http://lattes.cnpq.br/1133118124160525Muller, Márciahttps://orcid.org/0000-0002-4463-3526http://lattes.cnpq.br/7757984300428347Kalinowski, Hypolito Josehttps://orcid.org/0000-0003-1226-4903http://lattes.cnpq.br/6560372925252581Fabris, José Luíshttp://orcid.org/0000-0001-5630-1193http://lattes.cnpq.br/1133118124160525Dreyer, Uilian Joséhttps://orcid.org/0000-0001-9720-4410http://lattes.cnpq.br/6015434912116988Martins, Victor Hugo2024-12-10T17:37:12Z2024-12-10T17:37:12Z2024-10-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMARTINS, Victor Hugo. Filme de poliestireno nanoestruturado aplicado ao sensoriamento espectroscópico de glifosato em água. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35609porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2024-12-11T06:09:50Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/35609Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2024-12-11T06:09:50Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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The present study describes the development, characterization, and application of polystyrene thin films functionalized with gold nanoparticles for glyphosate sensing in water. The polystyrene thin films were deposited on glass substrates using Spin Coating, allowing the control of film thickness based on the applied rotational speeds. The optical characterization of the films was performed using UV-Vis spectroscopy combined with the Swanepoel method, enabling the calculation of film thickness and refractive indices. For rotation speeds ranging from 600 to 4500 rpm, the film thickness varied between 489 and 1140 nm, while the refractive indices ranged from 1.57 to 1.74 in the wavelength range of 370 to 990 nm. The films were functionalized with gold nanoparticles synthesized with cysteamine, using sodium borohydride as the reducing agent. The functionalized films demonstrated the ability to detect specific variations in the absorption spectrum after contact with glyphosate solutions at concentrations ranging from 0.4 ¼M to 4 mM. A calibration curve was generated using allometric fitting, resulting in a detection limit of 424 ¼g/L, which is below the maximum permissible level set by Brazilian legislation for glyphosate in water. The sensor system proved to be cost-effective compared to traditional detection methods, utilizing low-cost materials and a simple fabrication process. The operation of the sensor also stood out for its simplicity, relying solely on the direct interaction between the functionalized film and the analyte, without requiring complex protocols during the analysis. |
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