Produção e otimização de motores baseados em micro agulhas

Autor(es)

Leonardo Marchiori

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Araraquara. 2021-03-02.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2021-02-04
• Orientador: Sidney José Lima Ribeiro

Resumo

Durantes as duas primeiras décadas do século XXI os estudos focados no desenvolvimento dos micromotores enfrentaram desafios tecnológicos, como a miniaturização tecnológica, escalabilidade, sinergia entre os materiais e controle do movimento. Baseados nesses desafios e fundamentados nas propriedades químicas e físicas dos materiais, o presente trabalho buscou desenvolver micromotores utilizando processos de simples manufatura e no aumento da sinergia entre os materiais empregados, através de estudos de otimização. Diversas geometrias de micromotores foram estudadas, tais como cônica, piramidal, tridente e 2D. No caso dos micromotores cônicos o tamanho da base foi variado, entre 1 mm a 300 μm, e a altura foi mantida constante, 600 μm. O número de Reynolds (Re) e a força de arraste (Fd) foram as duas características mais influenciadas pela modificação da geometria dos micromotores, os menores valores do Re e da Fd foram obtidos para os micromotores com geometria cônica. Os micromotores foram fabricados utilizando resina acrílica e filmes fino de platina, e o movimento foi analisado em solução aquosa de peróxido de hidrogênio, concentração de 2,5% (v/v) a 30%(v/v), com o surfactante Triton X-100, concentração de 0,01% (v/v) a 8% (v/v). Os estudos de otimização levaram a valores, para a melhor condição de movimento, de 15% (v/v) de peróxido de hidrogênio e 0,2% (v/v) de Triton X-100, onde foi observado que a velocidade dos micromotores era crescente, alcançando, após 20 minutos de reação, uma velocidade média de 2,5 mm.s-1 e 5 mm.s-1 para as concentrações de peróxido de 5% e 10%, respectivamente, os dados de velocidade foram obtidos com o auxílio do programa “Nikon – Elements AR 3.2” de análise e rastreamento de partículas. Desta maneira, mostramos que os estudos de otimização dos micromotores, que levaram em conta a geometria, sinergia entre os materiais e concentração de combustível, foram importantes para o avanço do estado da arte referente a produção de micromáquinas sintéticas. Os resultados sugerem uma perspectiva futura na aplicação destes tipos de micromotores, como modelos padrões, em áreas como tratamento in vivo e remediação ambiental. (AU)

• Processo FAPESP: 18/20439-0 - Micromotores baseados em dióxido de titânio: aplicados na remoção de contaminantes emergentes
• Beneficiário: Leonardo Marchiori
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado