| Ano de defesa: | 2003 |
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| Orientador(a): | , |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo Escola Politécnica |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-13052026-104644/ |
Resumo: | Este trabalho teve como objetivo o estudo da viabilidade técnica do uso de microcanais para a retenção de compostos orgânicos apolares presentes em fase gasosa. Desenvolveu-se vários tipos de microestruturas e dois aparatos para caracterização. Duas faixas de concentração - 10.000 e 1000 ppm, respectivamente - de n-hexano em nitrogênio ou hélio foram usadas para avaliação das microestruturas. Foi possível construir microcanais em silício utilizando-se técnicas simples encontradas na Microeletrônica. A microestrutura que se mostrou mais adequada apresenta microcanais, com seção transversal retangular com cerca de 100 µm de largura 30 µm de altura, em uma estrutura de espiral entrelaçada e comprimento total do canal de cerca de 30 cm. É feita a selagem desses microcanais, por soldagem anódica com vidro. No vidro são também usinados mecanicamente portos de entrada e saída. Estas microestruturas tiveram a superfície modificada, para os testes de retenção, por filme adsorvente, desenvolvido por A. M. Nakazawa. Os testes demonstraram que o composto orgânico foi eficientemente retido, tanto em alta quanto em baixa concentração, em microestruturas sem nenhuma modificação superficial. A adição do filme adsorvente não modificou o comportamento da microestrutura. Para altas concentrações a retenção se dá principalmente por efeito de capilaridade, para baixas concentrações, como demonstrado por simulação utilizando programa Ansys, variações da velocidade do fluxo internamenteao microcanal favorecem a retenção. O uso de microcanais na concentração de produtos químicos mostrou-se promissor. |
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Estudo da viabilidade técnica da utilização de microcanais para concentração de produtos químicos.Untitled in englishSouza, Silvana Gasparotto deFurlan, RogerioSilva, Maria Lucia Pereira daMicroeletrônicaProdutos químicos (Concentrações)SilícioChemicals (Concentrations)MicroelectronicsSiliconEste trabalho teve como objetivo o estudo da viabilidade técnica do uso de microcanais para a retenção de compostos orgânicos apolares presentes em fase gasosa. Desenvolveu-se vários tipos de microestruturas e dois aparatos para caracterização. Duas faixas de concentração - 10.000 e 1000 ppm, respectivamente - de n-hexano em nitrogênio ou hélio foram usadas para avaliação das microestruturas. Foi possível construir microcanais em silício utilizando-se técnicas simples encontradas na Microeletrônica. A microestrutura que se mostrou mais adequada apresenta microcanais, com seção transversal retangular com cerca de 100 µm de largura 30 µm de altura, em uma estrutura de espiral entrelaçada e comprimento total do canal de cerca de 30 cm. É feita a selagem desses microcanais, por soldagem anódica com vidro. No vidro são também usinados mecanicamente portos de entrada e saída. Estas microestruturas tiveram a superfície modificada, para os testes de retenção, por filme adsorvente, desenvolvido por A. M. Nakazawa. Os testes demonstraram que o composto orgânico foi eficientemente retido, tanto em alta quanto em baixa concentração, em microestruturas sem nenhuma modificação superficial. A adição do filme adsorvente não modificou o comportamento da microestrutura. Para altas concentrações a retenção se dá principalmente por efeito de capilaridade, para baixas concentrações, como demonstrado por simulação utilizando programa Ansys, variações da velocidade do fluxo internamenteao microcanal favorecem a retenção. O uso de microcanais na concentração de produtos químicos mostrou-se promissor.The aim of this work was to verify the technical feasibility of using microchannel for retention of non-polar organic compound presents gaseous atmosphere. Some microstructures were developed besides two different apparatus for microchannel retention evaluation. Two different concentrations - 10000 and 1000 ppm - of n-hexane in nitrogen or helium were used on microstructures characterization. It was possible to obtain micro channels on silicon using simple Microelectronic production techniques. The better microstructure was achieved with an spiral microchannel of 100 µm height, 30 µm width, and 30 cm length. The microstructures were sealed using glass and anodic bonding. In the glass was also carved inlet and outlet points, using simple mechanical methods. The microchannels surface were also modified using adsorbent thin film, developed for A. M. Nakazawa. It was proved the organic compound were efficiently retained on both concentrations even without surface modification of the microchannels. The addition of adsorbent thin film do not show any improvement. For higher concentrations the main mechanism is the based on capillary phenomenon. For lower concentrations, it was verified using Ansys software huge flow and rate variation inside the microchannel that allow retention. Microchannels are interesting for retention of chemical products.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloEscola Politécnica2026-05-132026-05-13T13:55:02Z2003-04-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-13052026-104644/10.11606/T.3.2003.tde-13052026-104644tde-13052026-104644Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPDoutoradodoctoralUniversidade de São PauloBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-05-13T13:55:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)falseoai:teses.usp.br:tde-13052026-104644 |
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Este trabalho teve como objetivo o estudo da viabilidade técnica do uso de microcanais para a retenção de compostos orgânicos apolares presentes em fase gasosa. Desenvolveu-se vários tipos de microestruturas e dois aparatos para caracterização. Duas faixas de concentração - 10.000 e 1000 ppm, respectivamente - de n-hexano em nitrogênio ou hélio foram usadas para avaliação das microestruturas. Foi possível construir microcanais em silício utilizando-se técnicas simples encontradas na Microeletrônica. A microestrutura que se mostrou mais adequada apresenta microcanais, com seção transversal retangular com cerca de 100 µm de largura 30 µm de altura, em uma estrutura de espiral entrelaçada e comprimento total do canal de cerca de 30 cm. É feita a selagem desses microcanais, por soldagem anódica com vidro. No vidro são também usinados mecanicamente portos de entrada e saída. Estas microestruturas tiveram a superfície modificada, para os testes de retenção, por filme adsorvente, desenvolvido por A. M. Nakazawa. Os testes demonstraram que o composto orgânico foi eficientemente retido, tanto em alta quanto em baixa concentração, em microestruturas sem nenhuma modificação superficial. A adição do filme adsorvente não modificou o comportamento da microestrutura. Para altas concentrações a retenção se dá principalmente por efeito de capilaridade, para baixas concentrações, como demonstrado por simulação utilizando programa Ansys, variações da velocidade do fluxo internamenteao microcanal favorecem a retenção. O uso de microcanais na concentração de produtos químicos mostrou-se promissor. |
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