Tags sem fio para a detecção de compostos nitrogenados

Abstract

Neste trabalho, caracterizamos e modificamos etiquetas (“tags”) de identificação por rádio frequência (radio frequency identification, RFID) para detectarmos compostos nitrogenados. Foram utilizadas tags passivas comerciais acopladas com sensores de filmes finos manipulados no laboratório da universidade estadual paulista “Júlio de Mesquita Filho”. Foram produzidos eletrodos interdigitados por pulverização catódica (RF sputtering), os quais foram depositados por drop casting com uma solução de nanotubos de carbono, 1,3-diclorobenzeno e poli-4-vinilpiridina (P4VP) com a finalidade de demonstrar uma resposta diferenciada quando o mesmo for exposto ao gás de amônio. Os eletrodos foram acoplados às tags sem fio para a tentativa de produzir um sensor sem fio que pode ser lido por celulares com tecnologia near-field communication (NFC). As tags foram caracterizadas e testadas com o sensor em diversas frequências utilizando um sistema de detecção sem-fio por rádio frequência na faixa de operação das tags (em torno de 13,56 MHz). Foram realizados testes de espectroscopia de impedância dos eletrodos, para determinar a sua variação de impedância real quando exposto ao gás de amônio, tanto os testes de frequências das tags acopladas nos eletrodos antes e após a exposição ao volátil. O resultados indica uma variação considerável na impedância dos eletrodos, o que indica a presença do analito. A tecnologia apresentada neste trabalho demonstra uma forma barata e simples de se detectar compostos nitrogenados.

In this work, we characterized and modified radio frequency identification (RFID) tags to detect nitrogenous compounds. Commercial passive tags were used, coupled with thin film sensors fabricated in the laboratory of the university “Júlio de Mesquita Filho”. Interdigitated electrodes were produced via RF sputtering, onto which a solution of carbon nanotubes, 1,3-dichlorobenzene and poly-4-vinylpyridine (P4VP) was drop-cast to demonstrate a differentiated response when exposed to ammonia gas. These electrodes were integrated with wireless tags in an attempt to create a wireless sensor readable by near-field communication (NFC) enabled smartphones. The tags were characterized and tested at various frequencies using a radio frequency wireless detection system operating at around 13.56 MHz, the tag's operational frequency range. Impedance spectroscopy tests were conducted on the electrodes to determine their real impedance variation upon exposure to ammonia gas, both before and after exposure. The results showed a significant variation in electrode impedance and tag signal, indicating the presence of the analyte without the need for wired connections. The technology presented in this work demonstrates a cost-effective and straightforward method for detecting volatile nitrogen compounds.