Microestruturação de politetrafluoretileno (PTFE) por feixes de prótons

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Bauer, Deiverti de Vila
• Orientador(a): Dias, Johnny Ferraz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Emissão de raios-x induzida por partículas; Politetrafluoretileno; Microscopia eletrônica de varredura; Feixes de íons
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/204636

O presente trabalho refere-se ao processo de estruturação de politetrafluoretileno (PTFE), através do microfeixe iônico, para possível desenvolvimento de biossensores moleculares, membranas estruturadas e dispositivos óptico-eletrônicos. O procedimento para a fabricação de estruturas com microfeixe de íons consiste, basicamente, na incidência de feixes de íons focalizados altamente energéticos e de dimensões micrométricas no material a ser estruturado. As regiões sensibilizadas pelo feixe são tratadas por processos químicos ou físicos. O desenvolvimento desse trabalho foi realizado junto à linha de microfeixe de íons pertencente ao Laboratório de Implantação Iônica, vinculado ao Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A fabricação dessas microestruturas ocorreu através da irradiação de PTFE com íons H+ de 2,2 MeV. A dimensão do feixe de prótons foi de aproximadamente 3,5 x 3,5 m2, enquanto que a dose variou entre 6 x 1013 e 1 x 1015 H+/cm2. Duas espessuras distintas de polímero foram utilizadas nos experimentos: 25 μm e 2 mm. Após o processo de irradiação, dois processos de remoção das regiões modificadas foram investigados para a revelação das microestruturas no PTFE. No primeiro processo, as amostras foram mantidas imersas em solução alcalina de hidróxido de sódio 6M (NaOH Merck 99% P.A), durante 5 min, a uma temperatura constante de 60 °C. Durante este tempo, a solução foi mantida sob agitação magnética constante. Alternativamente à agitação magnética, utilizou-se a aplicação de ondas ultrassônicas no meio líquido. No segundo processo, a solução alcalina foi substituída por água destilada, mantendo-se todos os outros parâmetros de processo. As estruturas criadas através da remoção dessas regiões modificadas pela incidência do microfeixe de íons foram caracterizadas através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que a microestruturação do PTFE produz estruturas bem definidas após o tratamento químico com NaOH. O tratamento das amostras somente com ultrassom em água destilada também produziu resultados satisfatórios, permitindo obter microestruturas com boa razão de aspecto. Esse 16 processo apresenta-se, portanto, como um método alternativo ao processo de corrosão química para o polímero em questão.