Navegando por Autor "Guerra, Elídia Maria"

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Condutividade AC de compósito de PDMS elastomérico reforçado com fibras de açaí recobertas com PANI.
(2021) Lopes Junior, Gilton Martins; Bianchi, Rodrigo Fernando; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria; Gurgel, Leandro Vinícius Alves
O desenvolvimento de compósitos poliméricos condutivos reforçados (CPCs) com fibras vegetais sob efeitos de deformação mecânica é um tema atraente cientifico e tecnologicamente. Este trabalho tem por objetivo investigar e compreender o comportamento da condutividade alternada, σ*(ω) = σ´(ω) + iσ´´(ω) (ω = 2f), de CPCs à base de fibras naturais de açaí (FNA) recobertas com polianilina (PANI) e dispersas em matriz de polidimetilsiloxano (PDMS), em faixas de pressão (P) e frequência elétrica (f) iguais a, respectivamente, 0 à 200 kPa e 1 à 105 Hz. Os resultados obtidos de σ*( f) como função de P e ω mostram os comportamentos de percolação e quasiuniversal da condutividade alternada [σ´( f)  f s com s  0,8] a partir de 50 kPa e de razões FNA-PANI/PDMS iguais ou superiores a 7%. Os resultados obtidos foram investigados a partir de modelos teórico-experimentais baseados em aproximações de meio efetivo, mecanismos de percolação e condução em meios sólidos desordenados. Como resultado, a aproximação do meio efetivo (EMA - Effective Medium Aproximation) mostrou-se adequada para representar os materiais com fases distintas, miscíveis, dielétricas e condutoras obedecendo, para tanto, o limiar de percolação elétrica do sistema FNA-PANI/PDMS. Em paralelo, a resposta elétrica da FNA recoberta com PANI foi investigada pelo modelo de energia livres e aleatórias (RFEBRandom Free Energy Barrier Model) que mostra, além da característica quasi-universal de σ´(f), que tanto a frequência quanto a pressão atuam no sentido de confinar os portadores de carga em regiões mais localizadas nas fibras recobertas com polímero condutor tornando, assim, o sistema mais condutivo. Consequentemente, as dependências de Sf com P e f sugerem variações geométricas de, respectivamente, esférica para colunar e interdomínio para interfibras. Portanto, o presente trabalho contribuiu para a compreensão dos mecanismos de condução em novos compósitos flexíveis à base de PANI, FNA e PDMS e, portanto, para o estudo do desempenho elétrico e desenvolvimento de sensores de deformação totalmente poliméricos.
Electrical characterization of V2O5/POMA deposited by the casting technique.
(2020) Diniz, Mariana Oliveira; Cestarolli, Dane Tadeu; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria
Conductive polymer derivatives, such as poly-o-methoxyaniline (POMA), have been broadly used in different applications because they present characteristics similar to those of polyaniline. POMA can intercalate into a V2O5 matrix to improve its structural and electrical properties, and thin films of V2O5/POMA can be deposited by different techniques to extend their technological applications after intercalation reactions. Then, V2O5/POMA hybrid material was deposited by casting technique and characterizated for, further, to be ued as component in amperometric ammonia gas sensor. Our results show the influence of the deposition technique on electrical properties. Indeed, the values of parameters such as resistance, interface effects and conductivity slightly change according to the deposition technique being used.
Estudo de sistemas V2O5 mesoporoso, V2O5 mesoporoso/PEO, V2O5 mesoporoso/PANI e V2O5 mesoporoso/PANI/PEO com potencial aplicação em baterias recarregáveis.
(2016) Sales, Samuel Leonardo; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria; Montoro, Luciano Andrey; Santos, Cláudio Gouvêa dos
Nas últimas décadas o aumento da produção e do consumo de dispositivos eletrônicos móveis vem estimulando a pesquisa e o desenvolvimento de baterias recarregáveis cada vez mais eficientes. Neste sentido, as baterias de íons-lítio à base de cátodos híbridos de compostos orgânicos-inorgânicos, tais como V2O5-polímeros, são sistemas promissores para essa aplicação. Frente a este cenário, este trabalho teve por objetivo realizar o estudo eletroquímico morfológico e estrutural de sistemas V2O5 mesoporoso, V2O5 mesoporoso/PEO, V2O5 mesoporoso/PANI e V2O5 mesoporoso/PANI/PEO com potencial aplicação em baterias recarregáveis, utilizando, para tanto, NH4VO3 como fonte de vanádio. Os resultados obtidos por análise termogravimétrica (TGA), termogravimétrica diferencial (DTA) e infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) indicaram que houve a formação do V2O5 ao final da etapa de remoção dos tensoativos, por calcinação, à temperatura de 350ºC. Os resultados de difração de raios-X (DRX), por sua vez, apresentaram para o material não-calcinado picos equidistantes em 6,71 e 13,05º (2θ), indicando uma estrutura lamelar, enquanto que, o material calcinado, indicou a formação do óxido misto V-Mg-O de estrutura ortorrômbica e grupo espacial Pmn21. Por adsorção de nitrogênio o diâmetro médio de poros foi da ordem de 8,0 nm, que é característico de um sistema mesoporoso, cujos poros se encontram entre 2 e 50 nm. As análises eletroquímicas mostraram que a saída dos tensoativos aumentou a carga total do material de 8,86 para 29,80 mC, ou seja, 236,34%, além de melhorar a estabilidade de carga do sistema. A inserção de PANI acarretou o aumento da estabilidade de carga, indicado pelo percentual de redução de carga que era de 44,3 e passou para 440%. A inserção de PEO, por sua vez, aumentou a carga total do material de 29,80 para 36,31 mC, ou seja, aumentou em 21,84%. Finalmente, a inserção dos dois polímeros não apresentou melhoria na estabilidade e capacidade total de carga. Com isso, conclui-se que, sistemas V2O5 mesoporoso/PEO e V2O5 mesoporoso/PANI apresentam potencial para aplicação em cátodos de baterias recarregáveis, contudo, o sistema V2O5 mesoporoso/PANI/PEO ainda necessita de otimazações em seu processo de obtenção, na busca pela adição ou interação das propriedades.
Estudo sistemático do Miriti (Mauritia flexuosa) para o desenvolvimento de ECO-VANT.
(2016) Santos, Luiz Fernando Gomes dos; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria; Costa, Adilson Rodrigues da; Bianchi, Rodrigo Fernando
Atualmente, madeiras estão entre os principais materiais de engenharia utilizados em estruturas. Este é o caso de madeiras de baixa densidade. Este trabalho de mestrado tem por objetivo principal o estudo sistemático das propriedades da madeira da palmeira de Miriti (Mauritia flexuosa), para uso em estruturas de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT’s) de baixo peso. Para tanto, o Miriti foi caracterizado por meio de suas propriedades químicas, físicas e morfológicas. Além disso, foi desenvolvida uma proposta de aplicação estrutural do Miriti em um VANT tipo plane, realizando as simulações computacionais necessárias e a fabricação de protótipos com a estrutura base de Miriti. Os resultados comprovaram a aparente baixa densidade apresentada por este material, que é de 0,06g/cm³, além de apresentar composição química característica dos materiais lignocelulósicos. As análises morfológicas mostraram que a estrutura do Miriti é formada por fibras de celulose alinhadas e orientadas que, por sua vez, são formadas por outras fibras de menor diâmetro, conferindo ao material extrema leveza. Apesar de apresentar resistência mecânica inferior a outras madeiras, o Miriti apresentou módulo de elasticidade específico de 770 MPa/g.cm-3, o que o habilitou a constituir a estrutura de um mini VANT, com estrutura aprovada pela simulação computacional inicial e sucesso em voo, necessitando de pequenas otimizações para melhorar a estrutura. Os resultados deste trabalho mostraram que é possível o uso da madeira de Miriti em aplicações com maior tecnologia embutida, assim como em outras aplicações estruturais e funcionais, em concordância com as propriedades descritas nesta dissertação.
Filmes ultrafinos de polianilina em substratos flexíveis como elemento ativo de sensores orgânicos.
(2020) Kelmer, Ana Carolina; Bianchi, Rodrigo Fernando; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria; Almeida, Ive Silvestre de; Savedra, Ranylson Marcello Leal
Este trabalho apresenta a análise morfológica, elétrica e mecânica de filmes ultrafinos Polianilina/Poli (ácido vinil sulfônico) - PANI/PVS, feitos pela técnica de automontagem Layer-byLayer – LbL em substratos flexíveis para detecção de amônia. Utilizou-se a técnica Espectroscopia de impedância, medidas de corrente alternada -AC, para avaliar e aumentar o desempenho do dispositivo a base de PAN/PVS para detecção de gás amônia. A microscopia de força atômica mostra que a rugosidade da superfície PANI/PVS aumenta quase linearmente com as bicamadas (n) de PANI/PVS, enquanto a morfologia da superfície varia de uma estrutura semelhante a hastes, ou glóbulos, à uma arquitetura aglomerada, com menos espaços entre as hastes. Medições de impedância complexas e sua representação pelo modelo Cole-Cole confirmam essa transição morfológica perto de n = 15 e indicam para o sensor de PANI/PVS um baixo tempo de resposta (< 1 min), assim como uma faixa ideal de frequência operacional (1-100 Hz), uma alta sensibilidade à amônia (98 kΩ/ ppm) e alta estabilidade e baixa sensibilidade à tensão (3,6 kΩ/ %). Este estudo indica que as medições de impedância complexa de filmes de polímeros ultrafinos são benéficas para melhorar as estabilidades mecânica e elétrica de eletrônicos flexíveis de baixo custo.
Improving performance of polymer-based ammonia gas sensor using POMA/ V2O5 hybrid films.
(2019) Diniz, Mariana Oliveira; Golin, Alana Fernandes; Santos, Mirela de Castro; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria
Conducting polymers such as polyaniline (PANi) have been widely investigated as ammonia gas sensors due to their intrinsic redox states, good environmental stability, and suitability for low-cost and variable changing in electrical conductivity when exposed to acid and basic gases. In this paper we used both a hybrid PANi derivative, poly(o-methoxyaniline) (POMA)-vanadium pentoxide (V2O5) film, and new ac electrical measurement strategies to increase the ammonia gas sensor performance. Complex impedance measurements of POMA/V2O5 hybrid film showed linearity in response and a high sensitivity to ammonia in the 0–20 ppm range in both real (around 800%) and imaginary (around 3000%) components, which indicated that the film is a good candidate to use as an ammonia sensing material. FTIR spectra presented typical V2O5 and POMA bands and also presented a shifting to higher wave numbers in bands referring to the vanadyl group and primary amines, which indicated the presence of hydrogen bonds between oxide and polymer. Finally, the Cole–Cole theoretical model with an interface effect provided a good fit for the experimental results from electrical ac measurements.
Sensor de amônia à base de polímero eletrônico impresso em papel : desenvolvimento e caracterização.
(2019) Souza, Wflander Martins de; Bianchi, Rodrigo Fernando; Gonçalves, Gislayne Elisana; Bianchi, Rodrigo Fernando; Guerra, Elídia Maria; Barboza, Ana Paula Moreira
Nos últimos anos, o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos poliméricos tem se tornado frequente em diversos grupos e laboratórios de pesquisa em todo o mundo. Dentre estes dispositivos, os impressos em papel têm recebido destaque, não somente por causa do baixo custo e da facilidade de produção, mas, sobretudo devido à versatilidade e capacidade de inovação tecnológica. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de sensores de amônia à base de filmes de polímeros semicondutivos depositados, pela técnica Wire Bar Coating em substrato de papel. Para tanto, filmes de polianilina (PAni) foram utilizadas como elemento ativo dos sensores buscando-se, sobretudo, o desenvolvimento de dispositivo com aplicação potencial para controle e monitoramento de amônia em área de confinamento animal, isto é, no intervalo de 0 a 100 ppm. Para atingir esse objetivo, soluções de PAni em NMP foram depositados em papel e, posteriormente, tratados termicamente em diferentes temperaturas (temperatura ambiente, 60°C e 100°C). Finalmente, eletrodos paralelos de prata foram depositados na superfície da PAni para fabricação do sensor de gás. Os sensores, uma vez preparados, foram caracterizados óptica e eletricamente (ac e dc). Os resultados dc e ac mostraram o comportamento ôhmico e, por fim, os resultados de cada dispositivo diminui, de forma que tende a se estabilizar a 40 ppm. O modelo para o ajuste teóricoexperimental foi o Cole-Cole, o que demonstra que os filmes apresentam uma estrutura desordenada do tipo simétrica e que a resistividade do filme aumenta com o aumento da concentração de amônia. Em comparação com as duas soluções de PAni estudadas, verificou-se que o filme mais sensível foi o de 2,5 mg/mL com 5 camadas a temperatura ambiente. Desta forma, propor dispositivos fabricados a partir de técnicas de impressão simples e em substratos de baixo custo, e que ainda possibilite fabricar quantidades “piloto” de dispositivos (ou impressão em grandes áreas) é, sem dúvida a maior contribuição deste trabalho.
Synthesis and characterization of V2O5/PANI thin films for application in amperometric ammonia gas sensors.
(2018) Santos, Mirela de Castro; Hamdan, O. H. C.; Valverde, Sarah Araújo; Guerra, Elídia Maria; Bianchi, Rodrigo Fernando
Studies of xerogel vanadium pentoxide hybrids in the presence of polyaniline (V2O5/PANI) for ammonia gas detection are presented. The hybrid materials were obtained in an oxidative polymerization/intercalation process, in which gel reacted with the monomers of the polymers. In situ characterization revealed V2O5/PANI hybrids with lamellar structure. Finally, the electric impedance technique was used for determining the optimal frequency band for operation of an Ag/V2O5/PANI/Ag amperometric ammonia gas sensor, to achieve linearity and stability. The results indicate that the sensor can detect gaseous ammonia in the 0–54 ppm range of concentrations. This characteristic is important for successful applications in easy to handle and low-cost ammonia gas sensors for animal confinement husbandry, for which current variation and difficulties related to electrode effects and dielectric absorption of V2O5 and PANI are negligible.