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Tipo: Dissertação
Título: Desenvolvimento de um Sensor de Deformação a Base de Óxido de Grafeno Reduzido sobre Substrato Flexível
Autor(es): Felipe Alencar Motta
Primeiro orientador: Diogo Duarte dos Reis
Resumo: O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento e estudo de um sensor de deformação mecânica à base de óxido de grafeno reduzido (OGr) depositado sobre substrato flexível de polidimetilsiloxano (PDMS). Consiste, ainda, no estudo do efeito da adição de nanopartículas de sílica biogênica no filme de OGr e posterior investigação do desempenho do novo sensor. Para a obtenção da nanosílica biogênica, foram utilizados métodos de calcinação combinada com lixiviação ácida, e moagem manual combinada com erosão sonoquímica. Os sensores de OGr foram produzidos pelo método de spray coating automatizado, com posterior redução térmica a laser. Para realização dos testes de deformação, foi desenvolvido um equipamento eletromecânico que, montado com um relógio comparador, possibilitou controlar de forma automatizada os alongamentos aplicados. As caracterizações morfológicas e químicas dos filmes de OG e OGr foram realizadas via microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por dispersão em energia, e difração de raios-x. Medidas elétricas realizadas mostraram que os sensores de OGr produzidos apresentaram alta sensibilidade à deformação, sendo que o maior fator de ganho (FG) observado foi de 185 em uma faixa de deformação de 0 a 4%, com resposta não linear. Os sensores decorados com partículas de sílica não apresentaram resposta mensurável à essa faixa de deformação, pois resultaram em um material isolante, provavelmente devido ao excesso de sílica adicionado à matriz de OG.
Abstract: This work is based on the development and study about an strain sensor based on reduced graphene oxide (rGO) deposited on a flexible polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. It also consists of studying the effect of the addition of biogenic silica nanoparticles to the rGO film and further investigation of the new sensor’s performance. To obtain biogenic nanosilica, calcination methods combined with acid leaching, and manual grinding combined with sonochemical erosion were used. The rGO sensors were produced by an automated spray-coating method, with subsequent termal-laser reduction. To carry out the deformation tests, an electromechanical equipment was developed which, mounted with a dial indicator, made it possible to automatically control the applied stretches. The morphological and chemical characterizations of the GO and rGO films were performed via scanning electron microscopy, energy dispersion X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction. Electrical measurements showed that the produced rGO sensors exhibit high strain sensitivity, were the highest gauge factor (GF) observed was 185 in a deformation range of 0 to 4%, with nonlinear response. Sensors decorated with silica particles did not show a measurable response to this strain range, as they resulted in an insulating material, probably due to the excess of silica added to the GO matrix.
Palavras-chave: ciência dos materiais
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/4263
Data do documento: 2021
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

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