Caracterização de dispositivos a base de Pani e Pedot: PSS impressos por impressora jato de tinta visando aplicações como sensores - Morais, Rogério Miranda [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2015)
This work presents the production and characterization of humidity sensors and fully printed ammonia, using an inkjet printer commercial. Inks of PANIN and PEDOT:PSS were prepared and printed using an HP Deskjet D2460 printer. Films of the conducting polymer PEDOT:PSS was printed on paper and plastic substrates and their morphological and electrical properties were evaluated in function of the surface density of printed material and roughness of the substrate in order to obtain printed films with sufficient electrical current to operate as electrodes. Films of PANI, with different number of prints, were printed between the electrodes of PEDOT:PSS AND electrical characterization for the device PANI/PEDOT/paper, before and after exposed to steam HCI, process in which promoting the device doping, were realized using measures DC and impedance spectroscopy (EI). It shows that the results for the printing sytem PANI/PEDOT/paper can be modeled by an equivalent circuit comprising a resistor R in parallel with a capacitor C, both in series with another resistor r. Variations of each parameter were evaluated in function of exposure to different humidity percentage of the air (%RH) and ammonia concentrations (ppm and %). The resistor r contained in the equivalent circuit shown greater response and sensitivity to exposure as much moisture as gas ammonia showing the application feasibility of this system as printed sensor. An increased sensibility to the sytem PANI/PEDOT/paper (paper sensors) can be obtained by performing a heat treatment to promote evaporation of the excess of HCI in the system. For monitoring low concentrations of NH3, devices in PANI configuration PANI/PEDOT/PET (plastic sensors) demonstrated so much an better sensitive response low much an better time response compared to paper sensors treated thermally

Nesta dissertação é apresentada a produção e caracterização de sensores de umidade e amônia totalmente impressos, usando uma impressora jato de tinta comercial. Tintas de PANI e PEDOT:PSS foram preparadas e impressas usando uma impressora HP Deskjet D2460. Filmes do polímero condutor PEDOT:PSS foi impresso sobre substratos de papeis e de plásticos e suas propriedades morfológicas e elétricas foram avaliadas em função da densidade superficial de material impresso e da rugosidade dos substratos a fim de obter filmes impressos correntes elétricas suficientes para atuação como eletrodos. Filmes de PANI, com diferentes número de impressões, foram impressos entre os eletrodos de PEDOT:PSS e caracterizações elétricas para o dispositivo PANI/PEDOT/papel antes e após expor ao vapor de HCI, processo no qual promove a dopagem do dispositivo, usando medidas DC e de espectroscopia de impedância (EI). Mostra-se que os resultados, para o sistema impresso PANI/PEDOT/papel, podem ser modelados por um circuito equivalente contendo um resistor R em paralelo com um capacitador C, ambos em série com outro resistor r. As variações de cada parâmetro foram avaliadas em função da exposição a direrentes percentuais de umidade relativa do ar (%UR) e concentrações de amônia (% e ppm). O resistor r, contido no circuito equivalente demonstrou maior resposta e sensibilidade à exposição tanto de umidade quanto de gás amônia mostrando a viabilidade de aplicação deste sistema impresso como sensor. Uma maior sensibilidade para o sistema PANI/PEDOT/papel (sensores de papel) pode ser obtida realizando um tratamento térmico promovendo a evaporação do excesso de HCI no sistema. Para monitoramentos em baixas concentrações de NH3 dispositivos na configuração PANI/PEDOT/PET (sensores plásticos) apresentaram tanto resposta sensitiva quanto tempo de resposta melhores quando comparados aos sensores de papel tratados termicamente
Keywords: Detectors; Detectores; Umidade; Amonia