Tese

Dispositivos micromecânicos para caracterização de materiais: instrumentação e análise térmica de polí­meros (2018)

• Authors:
  • Alves, Gustavo Marcati Alexandrino
  • Mansano, Ronaldo Domingues (Orientador)
• Autor USP: ALVES, GUSTAVO MARCATI ALEXANDRINO - EP
• Unidade: EP
• Sigla do Departamento: PSI
• Subjects: SISTEMAS MICROELETROMECÂNICOS; MICROELETRÔNICA; BIOMATERIAIS; PROPRIEDADES DOS MATERIAIS
• Language: Português
• Abstract: A miniaturização de elementos mecânicos como pontes e vigas por meio de processos de fabricação antes utilizados exclusivamente em microeletrônica, levou ao desenvolvimento de sensores físicos que hoje são onipresentes no dia-dia. Desses elementos, o cantilever, ou viga engastada, é a estrutura mais simples, porém, quando miniaturizado em escala micrométrica, suas propriedades mecânicas como frequência de ressonância e curvatura são muito sensíveis a eventos que ocorrem em sua superfície. Stresses superficiais mínimos, como aqueles gerados pela adsorção de monocamadas na superfície, causam deflexões em uma escala que é facilmente medida com técnicas relativamente simples. Além disso, a frequência de ressonância que é característica da estrutura, é proporcional à mudanças relativas de massa do dispositivo, sendo possível assim, a medida de massa em baixíssimas escalas. Nesse trabalho, estudou-se a utilização do microcantilever como uma plataforma para estudo de materiais, mais especificamente, materiais poliméricos. Depositando-se uma quantidade muito pequena de polímero na superfície de um microcantilever de silício, essa estrutura se curvará devido à diferenças nos coeficientes de expansão térmico entre os materiais. Medindo-se essa curvatura em função da temperatura, é possível detectar eventos térmicos que esse polímero venha sofrer. Esse efeito foi utilizado para estudar como a absorção de água afeta o evento térmico de transição vítrea do polímero PLGA. Observou-se que essa caracterização é muito mais rápida utilizando microcantilever se comparado às técnicas convencionais, além de ser também, muito sensível às variações de quantidade de água. Para a realização desses estudos, foi desenvolvido um sistema de medidas que utiliza pick-up de CDROM, retirada de um leitor comum, para medir adeflexão dos dispositivos. Esse tipo de arranjo é capaz de medir diferenças de nanômetros de deslocamento com um custo mínimo. Explorou-se a capacidade de controle de temperatura e leitura de deslocamento aplicando-se a técnica de modulação de temperatura nos estudos de eventos térmicos do PLGA. Observou-se que a modulação de temperatura é aplicável a esse tipo de medida e resultados muito semelhantes àqueles obtidos com técnicas convencionais são obtidos com uma quantidade muito menor de material. Como essas medidas foram realizadas utilizando sensores comerciais, realizamos a construção de matrizes de cantileveres no laboratório para demonstrar completo desenvolvimento desse tipo de plataforma de sensor. Empregando um polímero fotossensível relativamente novo para o desenvolvimento dessas matrizes, às utilizamos para caracterizações das propriedades mecânicas desse material.
• Imprenta:
  • Publisher place: São Paulo
  • Date published: 2018
• Data da defesa: 28.11.2018


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How to cite

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• ABNT

  ALVES, Gustavo Marcati Alexandrino. Dispositivos micromecânicos para caracterização de materiais: instrumentação e análise térmica de polí­meros. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-01032019-103058/. Acesso em: 19 abr. 2024.

• APA

  Alves, G. M. A. (2018). Dispositivos micromecânicos para caracterização de materiais: instrumentação e análise térmica de polí­meros (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-01032019-103058/

• NLM

  Alves GMA. Dispositivos micromecânicos para caracterização de materiais: instrumentação e análise térmica de polí­meros [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-01032019-103058/

• Vancouver

  Alves GMA. Dispositivos micromecânicos para caracterização de materiais: instrumentação e análise térmica de polí­meros [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-01032019-103058/

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