Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Bressan, Lucas Paines, 1991-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Impressão tridimensional
Microfluídica
Modelagem por deposição de material fundido
Printing, three-dimensional
Microfluidics
Fused deposition modeling
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641866
Resumo: Orientador: José Alberto Fracassi da Silva
id UNICAMP-30_91ea511a104afec176a6a71f07c69bf4
oai_identifier_str oai::1166200
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em químicaFDM-based 3D-printed microfluidic devices applications in chemistryImpressão tridimensionalMicrofluídicaModelagem por deposição de material fundidoPrinting, three-dimensionalMicrofluidicsFused deposition modelingOrientador: José Alberto Fracassi da SilvaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: A modelagem por deposição de material fundido (FDM) é a tecnologia de impressão 3D de menor custo e encontrou ampla aplicação em microfluídica nos últimos anos. No entanto, falta resolução e capacidade de imprimir janelas transparentes para detecção óptica. Por este motivo, apresentamos um protocolo simples para preparar canais microfluídicos impressos em 3D com cerca de 170 µm de largura utilizando um bico de 0,2 mm, poli (metacrilato de metila) (PMMA) como substrato para criação das janelas transparentes e poli (ácido lático) (PLA) como o filamento de polímero. Como prova de conceito, apresentamos aplicações bioanalíticas para dispositivos produzidos com este protocolo, como determinação de nitrito, proteínas totais e óxido nítrico, além de visualização de microrganismos. Além disto, utilizamos um dispositivo preparado utilizando este protocolo na síntese de fluxo contínuo de nanopartículas de prata e ouro. Nanopartículas de prata foram sintetizadas utilizando diferentes concentrações de borohidreto de sódio e vazões dos reagentes (30 e 120 µL min-1) a 20 ° C, com tamanhos variando de 5 ± 2 nm a 8 ± 3nm e verificadas como estável por pelo menos três semanas. Nanopartículas de ouro foram sintetizadas a 90 °C variando a concentração de citrato trissódico e as vazões dos reagentes (40 e 100 µL min-1), com tamanhos de 20 ± 9 a 34 ± 12 nm e verificados como estáveis por pelo menos três semanas. Além disto, projetamos um dispositivo microfluídico para sintetizar nanopartículas de Au@Ag metálicas core-shell com base na redução de um sal de prata em sementes de nanopartículas de ouro por borohidreto de sódio em um fluxo contínuo. Um dispositivo microfluídico consistindo em três entradas para os reagentes e uma saída para coletar as nanopartículas sintetizadas apresentou microcanais com largura e altura de aproximadamente 260 µm. Obtivemos nanopartículas de core-shell de aproximadamente 23 nm de diâmetro. Por fim, desenvolvemos um protocolo para a criação de dispositivos de suporte chamados scaffolds, de maneira que os poros produzidos são controlados diretamente no software de controle da impressora. Em suma, utilizamos a impressão 3D por FDM em diversos segmentos da química, como análises químicas e sínteses químicas, abrindo espaço para uma gama de aplicações que não haviam ainda sido realizadasAbstract: Fused deposition modeling (FDM) is the least expensive 3D printing technology and has found wide application in microfluidics in recent years. However, it lacks resolution and the ability to print transparent windows for optical detection. For this reason, we present a simple protocol for preparing 3D printed microfluidic channels about 170 µm wide and transparent windows using a 0.2 mm nozzle, poly(methyl methacrylate) (PMMA) as a transparent substrate for optical windows and poly(lactic acid) (PLA) as the filament. As a proof of concept, we present bioanalytical applications for devices produced with this protocol, such as determination of nitrite, total proteins, and nitric oxide, as well as visualization of microorganisms. In addition, we use a device prepared using this protocol in the synthesis of continuous flow of silver and gold nanoparticles. Silver nanoparticles were synthesized using different concentrations of sodium borohydride and flow rates of the reagents (30 and 120 µL min-1) at 20 °C, with sizes ranging from 5±2 nm to 8±3nm and verified as stable for at least three weeks. Gold nanoparticles were synthesized at 90 °C, varying the concentration of trisodium citrate and the flow rates of the reagents (40 and 100 µL min-1), with sizes from 20±9 to 34±12 nm and verified as stable for at least three weeks. In addition, we designed a microfluidic device to synthesize core-shell metallic Au@Ag nanoparticles based on the reduction of a silver salt in gold nanoparticle seeds by sodium borohydride in a continuous flow. A microfluidic device consisting of three inlets for the reagents and an outlet to collect the synthesized nanoparticles presented microchannels with a width and height of approximately 260 µm. We obtained core-shell nanoparticles of approximately 23 nm in diameter. Finally, we developed a protocol for creating support devices called scaffolds, so that the pores produced are controlled directly in the printer's control software. In short, we use 3D printing by FDM in several segments of chemistry, such as chemical analyzes and chemical syntheses, making room for a range of applications that have not yet been carried outDoutoradoQuímica AnalíticaDoutor em CiênciasCNPQ140545/2017-4[s.n.]Silva, José Alberto Fracassi da, 1970-Coltro, Wendell Karlos TomazelliLopes, Fernando SilvaMazali, Italo OdoneBonacin, Juliano AlvesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBressan, Lucas Paines, 1991-20212021-05-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (131 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641866BRESSAN, Lucas Paines. Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química. 2021. 1 recurso online (131 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/1641866. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1166200https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1166200Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-08-01T10:03:13Zoai::1166200Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-08-01T10:03:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
FDM-based 3D-printed microfluidic devices applications in chemistry
title Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
spellingShingle Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
Bressan, Lucas Paines, 1991-
Impressão tridimensional
Microfluídica
Modelagem por deposição de material fundido
Printing, three-dimensional
Microfluidics
Fused deposition modeling
title_short Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
title_full Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
title_fullStr Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
title_full_unstemmed Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
title_sort Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química
author Bressan, Lucas Paines, 1991-
author_facet Bressan, Lucas Paines, 1991-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Silva, José Alberto Fracassi da, 1970-
Coltro, Wendell Karlos Tomazelli
Lopes, Fernando Silva
Mazali, Italo Odone
Bonacin, Juliano Alves
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
Programa de Pós-Graduação em Química
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Bressan, Lucas Paines, 1991-
dc.subject.por.fl_str_mv Impressão tridimensional
Microfluídica
Modelagem por deposição de material fundido
Printing, three-dimensional
Microfluidics
Fused deposition modeling
topic Impressão tridimensional
Microfluídica
Modelagem por deposição de material fundido
Printing, three-dimensional
Microfluidics
Fused deposition modeling
description Orientador: José Alberto Fracassi da Silva
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021
2021-05-12T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641866
BRESSAN, Lucas Paines. Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química. 2021. 1 recurso online (131 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/1641866. Acesso em: 29 set. 2025.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1641866
identifier_str_mv BRESSAN, Lucas Paines. Aplicações de dispositivos microfluídicos impressos em 3D por FDM em química. 2021. 1 recurso online (131 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/1641866. Acesso em: 29 set. 2025.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1166200
https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1166200
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (131 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1844628674791342080

Registros relacionados