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Desenvolvimento de matrizes de sensores piezoresistivos para aplicações avançadas

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Resumo:A utilização de compósitos baseados em matrizes poliméricas veio introduzir novas possibilidades na análise do comportamento dos materiais. Nos últimos anos, matrizes poliméricas reforçadas com materiais condutores tornaram-se materiais fundamentais para o desenvolvimento de componentes micro e nanoeletrónicos. As tecnologias eletrónicas assumiram um papel fundamental no apoio à aquisição de competências para as mais variadas áreas. O estudo realizado ao longo da dissertação consiste no desenvolvimento de sensores piezoresistivos baseados em compósitos poliméricos, na sua caracterização e estudo do seu desempenho. Foram desenvolvidos compósitos formados por um termoplástico elastómero (TPE, do inglês thermoplastic elastomer) estireno-butadieno-estireno (SBS, do inglês styrenebutadiene- styrene), com a incorporação de nanotubos de carbono. A combinação destes materiais resulta em materiais com propriedades elétricas apropriadas para serem integrados em sistemas como sensores de deformação. Baseado no princípio de que as propriedades elétricas dos compósitos mudam quando sujeitos a deformações, foi testado experimentalmente o comportamento dos materiais/sensores quando submetidos a deformações elevadas. Os sensores piezoresistivos foram obtidos através de diferentes métodos de impressão, screen printing e spray printing, assim como por extrusão, permitindo obter sensores de baixo custo, com aplicações em superfícies submetidas a elevadas deformações. Os materiais extrudidos e os sensores impressos foram caracterizados mecânica e eletricamente, o que permitiu afirmar a sua viabilidade como sensores piezoresistivos. Em simultâneo ao desenvolvimento dos materiais usados como sensores, foi desenvolvido o sistema eletrónico responsável pelo acondicionamento de sinal e leitura dos sensores. Este sistema permite fazer as leituras das medidas, sendo ainda responsável por guardar e enviar os dados medidos pelos sensores através de RF para uma plataforma exterior. Os sensores foram aplicados numa luva como prova de conceito.
Autores principais:Carvalho, Maria de Fátima Ribeiro
Assunto:Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica
Ano:2014
País:Portugal
Tipo de documento:dissertação de mestrado
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Universidade do Minho
Idioma:português
Origem:RepositóriUM - Universidade do Minho

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