Desenvolvimento e aplicação do material compósito HRP/PANI/PEG-MWCNT como plataforma para detecção de peróxido de hidrogênio a baixo potencial

Abstract

Atualmente os nanotubos de carbono (NTC) representam um importante grupo de nanomateriais com atrativas propriedades químicas, eletrônicas e mecânicas. Estes materiais podem ser combinados a polímeros, de maneira a moldar as propriedades físicas desses compostos (nanotubos-polímero), aumentando sua condutividade elétrica, estabilidade química e resistência mecânica. O presente trabalho apresenta o desenvolvimentoum material compósitonanoestruturado à base de polianilina (PANI) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas(MWCNT), para tal, os NTC foram funcionalizados com agrupamentos amina (PEG-NH2). A inserção do grupamento amina junto aos NTC (PEG-MWCNT) foi confirmada através da caracterização deste material utilizando as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de infravermelho com transformada de fourrier(FT-IR) e Espectroscopia de Energia dispersiva de Raios-X. Foi produzido um eletrodo modificado através da polimerização do monômero anilinaem presença dos NTC funcionalizados denominado PANI/PEG-MWCNT. Foram analisadas as propriedades do compósito PANI/PEG-MWCNT pelas técnicas de Voltametria cíclica e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, através das quais foi verificado que a presença combinada dos NTC e da PANI favorece formação de um material compósito com propriedades sinérgicas. Além disso, através da Microbalança Eletroquímica de Cristal de Quartzo pode-se constatarque a dopagem da PANI com PEG-MWCNT favorece o transporte de prótons significativamente. Através da técnica de microscopia eletroquímica de varredura foi possível evidenciar que existem mais sítios ativos na superfície do filme de PANI/PEG-MWCNT do que na superfície da PANI devido à incorporação uniforme dos MWCNT. Finalmente, o eletrodo modificado com o material compósito foi utilizado como plataforma no desenvolvimento de um biossensor enzimático, pela imobilização da enzima HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). O biossensor HRP/PANI/PEG-MWCNT apresentou um ótimo suporte para aredução de peróxido de hidrogênio a baixo potencial (-100 mV) vs Ag/AgCl, bem como alta sensibilidade (1.01) μAcm-2 μM−1e baixo limite de detecção de 0,5 µM L-1.