Influência da composição da membrana polimérica na sensibilidade dos sensores de massa

Abstract

A microbalança de cristais piezoeléctricos de quartzo (QCM) é um dispositivo simples, compacto e barato, que já demonstrou poder ser utilizado na análise de metais, tão importantes do ponto de vista ambiental e da saúde humana. Como a sensibilidade e selectividade da QCM é determinada pelo revestimento a sua selecção reveste-se da maior importância. A aplicação de membranas líquidas selectivas a iões, comuns aos eléctrodos vulgarmente utilizados, apresenta-se actualmente como uma boa opção de revestimento. Assim, este trabalho surge como uma revisão sobre a QCM e da sua caracterização, assim como um estudo da influência da composição da membrana polimérica na sua sensibilidade e selectividade a alguns metais. As membranas líquidas usadas nos sensores de massa baseavam-se em PVC dissolvido em THF e incorporavam aditivos como plastificantes, ionórofos e um sal lipofílico, que levaram a melhorias ao nível da sensibilidade e selectividade. A caracterização dos cristais piezoeléctricos revestidos com as membranas poliméricas foi feita utilizando um analisador de impedâncias. A sensibilidade dos cristais revestidos com membranas de diferentes composições foi avaliada e foram avançadas algumas explicações para a mesma, a partir dos parâmetros eléctricos dos cristais revestidos, e das temperaturas de transição vítrea das membranas.

The Quartz Crystal Microbalance, QCM, is a simple, compact and inexpensive device which presents itself as a good choice for metal analysis. As sensitivity and selectivity are determined by the coating, its selection has a huge importance. The application of ion selective liquid membranes, common to the ion selective electrodes usually used, can be a good coating option. Thus, this work appears as a revision on the QCM and its characterization, as well as a study of the influence of the composition of the polymeric membrane in its sensitivity and selectivity to some metals. The liquid membranes previously used in mass sensors were composed of PVC dissolved in THF, and incorporated additives such as plasticizers, ionophores and a lipophylic salt, to improve the membranes’ sensitivity and selectivity. The characterization of piezoelectric crystals coated with polymeric membranes was performed with a network analyser. The sensitivity of crystals coated with membranes with several compositions was evaluated and correlated with the electric parameters of the coated crystals and the glass transition temperature of membranes.