Application and characterization of graphene oxide coatings onto optical fibers for sensor development - Martins, Edgar José Ferreira São Bento (2017)
Nos ultimos anos, o uso da bra otica cresceu consideravelmente, sendo os sensores uma das suas maiores aplica c~oes. Esta tecnologia tem diversas vantagens sobre os sensores convencionais tais como: imunidade a interfer^ encias eletromagn eticas, biocompatibilidade e elevada sensibilidade. No entanto, h a interesse cient co e industrial em melhorar o seu desempenho (sensibilidade, resolu c~ao do sensor e gama de trabalho), sendo o revestimento da bra otica com diversos materiais um dos procedimentos que poder a ser usado para alcan car esse objectivo. O oxido de grafeno e um derivado do carbono que resulta da exfolia c~ao da gra te. Este nanomaterial consiste em folhas semelhantes as do grafeno mas possui grupos funcionais de oxig enio que podem reagir f sica ou quimicamente com diversas esp ecies. No ^ambito desta disserta c~ao foram revestidas bras oticas com oxido de grafeno atrav es da deposi c~ao por camadas. Nos revestimentos variou-se o processo de deposi c~ao e o n umero de camadas. A caracteriza c~ao foi feita atrav es de espectroscopia de Raman, microscopia electr onica de varrimento e microscopia de for ca at omica. Para averiguar a integridade dos revestimentos imersos em solu c~ao aquosa, foram realizados testes de lix via c~ao. Os resultados da caracteriza c~ao dos revestimentos con rmam a presen ca de oxido de grafeno na superf cie da bra otica. Depois de garantir a qualidade dos revestimentos procedeu-se ao desenvolvimento e caracteriza c~ao dos sensores baseados em bra otica com revestimentos de oxido de grafeno. Foram testadas duas con gura c~oes diferentes baseadas em redes de Bragg uniformes e inclinadas. Os sensores foram testados sem e com revestimento a varia c~oes de ndice de refra c~ao, variando o procedimento de deposi c~ao do oxido de grafeno e o n umero de camadas. A corros~ao do ferro e um dos maiores problemas enfrentados pelos engenheiros. E a degrada c~ao gradual dos metais provocada por rea c~oes qu micas resultantes da intera c~ao do metal e o meio ambiente. Neste trabalho pretendeu-se, ainda, investigar a possibilidade do oxido de grafeno estabelecer liga c~oes qu micas com o ferro, e assim permitir detectar o fen omeno da corros~ao. Neste caso os sensores foram testados em solu c~oes de nitrato de ferro(III). Veri cou-se que h a altera c~ao das caracteristicas dos espetros das redes de Bragg quando s~ao imersos em diferentes solu c~oes, no entanto os resultados n~ao s~ao muito conclusivos quanto as diferen cas entre os procedimentos de deposi c~ao e ao n umero de camadas.