Writing/erasing 3D micro and nano wrinkles in flexible elastomers for volatile organic compounds sensor

Micro/nano wrinkled patterns on cross-linked urethane/urea polymeric flexible free standing films with two soft segments, polypropylene oxide and polybutadiene, can be induced by UV-irradiation. The ability to write/erase these 3D structures, in a controlled manner, is the main focus of this work. The imprinting of the wrinkled structures was accomplished by swelling in an appropriate solvent followed by drying the membranes after the cross-linking process and UV irradiation. The surface tailoring of the elastomeric membranes was imaged by optical microscopy, scanning electronic microscopy and by atomic force microscopy. To erase the wrinkled structures the elastomers were swollen. The swelling as well as the sol/gel fraction and the UV radiation were tuned in order to control the wrinkles characteristics. It was found that the wrinkles wavelength, in the order of microns (1±0,25μm), was stamped by the UV radiation intensity and exposure time while the wrinkles' amplitude, in the order of nanometers (150-450 nm), was highly dependent on the swelling and sol/gel fraction. A prototype for volatile organic compounds detection was developed taking advantage of the unique 3D micro/nano wrinkles features.

Cellulose nanorods in liquid crystalline elastomers for improved actuators

Nanotechnology plays a central role in ‘tailoring’ materials’ properties and thus improving its performances for a wide range of applications. Coupling nature nano-objects with nanotechnology results in materials with enhanced functionalities. The main objective of this master thesis was the synthesis of nanocrystalline cellulose (NCCs) and its further incorporation in a cellulosic matrix, in order to produce a stimuli-responsive material to moisture. The induced behaviour (bending/unbending) of the samples was deeply investigated, in order to determine relationships between structure/properties. Using microcrystalline cellulose as a starting material, acid hydrolysis was performed and the NCC was obtained. Anisotropic aqueous solutions of HPC and NCC were prepared and films with thicknesses ranging from 22μm to 61μm were achieved, by using a shear casting technique. Microscopic and spectroscopic techniques as well as mechanical and rheological essays were used to characterize the transparent and flexible films produced. Upon the application of a stimulus (moisture), the bending/unbending response times were measured. The use of NCC allowed obtaining films with response times in the order of 6 seconds for the bending and 5 seconds for the unbending, improving the results previously reported. These promising results open new horizons for building up improved soft steam engines.

Desenvolvimento do sistema primário para medição da densidade de líquidos

Este trabalho, cujo objectivo centra-se no desenvolvimento de um sistema primário para medição da densidade absoluta de líquidos, compara resultados obtidos através de diferentes metodologias, no que diz respeito ao valor da incerteza, demonstrando assim, qual o melhor método de pesagem a utilizar. A medição da densidade de líquidos efectua-se através do método da pesagem hidrostática, que consiste em pesar uma esfera de silicone fora do líquido (pesagem no ar) e de seguida pesá-la em suspensão num líquido. Para tal, a balança hidrostática possui um dispositivo que suspende a esfera para a sua imersão no líquido. Também é usado o densímetro digital como método de comparação com a pesagem hidrostática. O padrão de densidade utilizado foi a esfera de silicone pois os cristais de silicone são os melhores materiais, devido à elevada estabilidade na determinação da densidade. A densidade do ar é uma das magnitudes de influência mais comum em metrologia, influenciando diversas áreas de medida, incluindo massa, densidade do líquido, volume, entre outros. Por isso, foi importante determinar a densidade do ar medindo a temperatura, a pressão e a humidade relativa e aplicando a equação CIPM. Para medições de densidade por pesagem hidrostática, a água destilada é o líquido normalmente usado. A densidade da água, ρL, foi determinada pela fórmula M. Tanaka, Fujii e Masui, a uma temperatura de 20⁰C, aproximadamente. Após a determinação da densidade, foi estimada a incerteza associada ao valor da mensuranda, pois é a incerteza que define a qualidade do resultado da densidade. A validação de um resultado, como suporte à decisão, é impossível sem o conhecimento da incerteza associada ao próprio resultado. A fonte de incerteza que mais contribuiu para a incerteza global da densidade do líquido foi a massa da esfera. Considerando que o balanço de incertezas é influenciado por diversos factores inerentes ao próprio método, realizou-se uma abordagem ao desenho de experiências, através da análise de variância (ANOVA), cuja técnica permite determinar quais os parâmetros significativos. A fonte de incerteza que mais contribuiu para a incerteza global da densidade do líquido foi “Entre Ensaios”. Através do método ANOVA, verifica-se também que a amostra líquida é estável e homogénea devido a apresentar uma incerteza pequena.

Influência dos revestimentos por pintura na secagem do suporte

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau académico de Mestre em Engenharia Civil, na especialidade de Reabilitação de Edifícios. A presente dissertação foi preparada no âmbito do Convénio existente entre o Laboratório Nacional de Engenharia Civil(LNEC) e a Faculdade de Ciências e Tecnologia, tendo sido realizada no LNEC

O casaco dourado de Jean Paul Gaultier (n.1952-): conservação de alta costura (MUDE - Colecção Francisco Capelo)

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Conservação e Restauro

Comportamento da espuma de poliuretano flexível numa escultura de arte contemporânea Viúva Negra de João Vieira, 1981

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Conservação e Restauro, Especialização em Arte Contemporânea

Estudo de silicones para aplicação no módulo de concentração fotovoltaico HSUN®

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis - Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

Reologia de materiais compósitos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Digital microfluidic devices: the role of the dielectric layer

Digital microfluidics (DMF) is a field which has emerged in the last decade as a re-liable and versatile tool for sensing applications based on liquid reactions. DMF allows the discrete displacement of droplets, over an array of electrodes, by the application of voltage, and also the dispensing from a reservoir, mixing, merging and splitting fluidic operations. The main drawback of these devices is due to the need of high driving volt-ages for droplet operations. In this work, alternative dielectric layers combinations were studied aiming the reduction of these driving voltages. DMF chips were designed, pro-duced and optimized according to the theory of electrowetting-on-dielectric, adopting different combinations of parylene-C and tantalum pentoxide (Ta2O5) as dielectric ma-terials, and Teflon as hydrophobic layer. With both devices’ configurations, i.e., Parylene as single dielectric, and multilayer chips combining Parylene and Ta2O5, it was possible to perform all the fluidic opera-tions in the microliter down to hundreds of nanoliters range. Multilayer chips presented significant reduction on driving voltages for droplet op-erations in silicone oil filler medium: from 70 V (parylene only) down to 30 V (parylene/Ta2O5) for dispensing; and from 50 V (parylene only) down to 15 V (parylene/Ta2O5) for movement. Peroxidase colorimetric reactions were successfully performed as proof-of-concept, using multilayer configuration devices.

Novos fluídos electroreológicos. Nanofibras de Polianilina dopadas com ácido canforsulfónico

A existência de um Efeito Electroreológico (ER) constata-se quando se verifica uma variação acentuada das propriedades reológicas induzidas pelas presença de um campo electrico numa amostra. Este fenómeno é tipico mas não exclusivamente observado em suspensões de particulas polarizáveis. Neste trabalho levou-se a cabo o estudo do efeito electroreológico de uma suspensão, em óleo de silicone, de nanofibras de polianilina (PANI) dopadas com ácido canforsulfónico (CSA). Foram preparadas soluções poliméricas com diferentes concentrações de nanofibras (1 e 2 % p/p) em dois óleos de silicone de diferentes viscosidades, 20 e 50 cSt. O estudo das propriedades electroreológicas foi efectuado tanto em regime estacionário, com a taxa de corte a variar entre 0.01 e 1000 s-1, como em regime oscilatório, com a frequência angular a variar entre 0.1 e 20 Hz, ambos na presença de campos eléctricos com intensidades até 2kV.mm-1 e à temperatura ambiente. As suspensões de nanofibras de polianilina dopadas com ácido canforsulfónico dispersas em óleo de silicone apresentam um efeito electroreológico intenso, visivel através de um aumento superior a 2 décadas no valor da viscosidade para baixas taxas de corte e valores elevados de campo eléctrico, demonstrando assim a sua potencialidade como material inteligente .