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Dissertação de mestrado em Design e Marketing de Produto Têxtil, Vestuário e Acessórios, Nos tempos que correm a procura por produtos diferenciadores com interatividade e dupla funcionalidade associada é cada vez maior. O desenvolvimento de novas aplicações ou formas de interatividade aplicadas a bases têxteis revelaram-se uma oportunidade de design de novos produtos com muito por explorar. Atualmente, é determinante apresentar soluções diferenciadas para os objetos que nos são comuns. Explorar o que já existe e construir novas formas e novos produtos. As constantes mudanças que sofremos e a rapidez da informação tornam num desafio curioso a tentativa de captar a atenção de um público rodeado de novas formas de interatividade e tecnologia. Questionam-se novas formas de impulsionar a criatividade, motivar a aprendizagem e explorar o multimédia, a imagem, o som, ou até fatores sensoriais. Estamos perante oportunidades de reestruturar os objetos que nos rodeiam e as funções que lhes atribuímos. O propósito deste projeto centra-se na possibilidade de expandir a funcionalidade de uma base têxtil ao aliar elementos eletrónicos e tinta condutora. Sem descuidar das propriedades térmicas e do conforto sensorial, procurou-se tornar um produto de têxtil-lar num instrumento musical não convencional com carácter inclusivo, autodidático e exploratório. Daqui poderá partir-se para a reinterpretação da música, dos objetos musicais e dos objetos do nosso quotidiano. Será possível a expansão de aplicações e de oportunidades para a supressão de necessidades relacionadas com o som ou com a comunicação. Este projeto desenvolveu uma alternativa a um instrumento musical baseado num teclado MIDI, sobre uma base têxtil para roupa de cama, através da aplicação de um estampado com tinta condutora e a integração de um microcontrolador com sensores capacitivos., Nowadays, we see an increasing demand for products that includes interactivity and dual functionality. The development of new applications or ways of interactivity applied onto textile bases have been proved to be a good opportunity of product design with a lot of exploratory character. Currently, it is determinant to present differentiated solutions for common objects. Explore what we already have and build new approaches and products. The constant changes and the speed of the information, make the attempt of capturing the attention of a public surrounded by new ways of interactivity and technology a challenge. It is a constant search for new ways to boost the creativity, motivate the learning and the exploration of multimedia, such as, image, sound or sensorial aspects. We are facing great opportunities to restructure the objects and their function. The main goal of this project is creating a possibility of enlarging the function of a textile base combining it with electronic elements and conductive ink. Without forgetting the thermal properties and sensorial comfort, this project is an alternative that transforms a home textile product into a non-conventional musical instrument with inclusive, didactic and exploratory aspects. From here, we can create a new interpretation of music, musical objects, and daily objects. It will be possible to expand its application and even to suppress needs related to sound and communication. This project has developed an alternative to a musical instrument based on a MIDI piano keyboard, over a textile fabric for bed linen through a print with conductive ink and the integration of a microcontroller with capacitive sensors.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Têxtil, A pressão exercida em objetos ou em determinadas partes do corpo aquando da realização de algum movimento pode ser medida através da integração de sensores de pressão num têxtil. No caso da integração em vestuário, a flexibilidade de um sensor tem extrema importância. Uma forma de produzir sensores de pressão flexíveis é através da utilização de tinta piezoresistiva capaz de detetar pressões muito reduzidas. O sensor é constituído pela camada de tinta piezoresistiva, cuja resistência elétrica varia com a pressão que lhe é aplicada e elétrodos para fazer a ligação elétrica. Este trabalho visa o estudo da aplicação da tinta piezoresistiva em combinação com tinta condutora elétrica ou tecido condutor para constituir os elétrodos. Estas são aplicadas sobre um tecido. Procura também explorar quais as melhores configurações para os sensores, inclusive os parâmetros de produção mais adequados. Neste trabalho descreve-se todo o processo de aplicação das tintas através de estamparia e a avaliação do funcionamento dos sensores resultantes. Ao analisar os resultados obtidos, concluiu-se que foi possível produzir sensores funcionais utilizando elétrodos em tecido condutor. Por outro lado, a utilização da tinta condutora foi bastante problemática, tendo apenas uma das configurações utilizadas fornecido resultados interessantes., The pressure exerted on objects or on certain parts of the body when carrying out a movement can be measured through the integration of pressure sensors in a textile. In the case of garment integration, the flexibility of a sensor is extremely important. One way to produce flexible pressure sensors is through the use of piezoresistive ink capable of detecting very low pressures. The sensor consists of a layer of piezoresistive paint, whose electrical resistance varies with the pressure applied to it and electrodes to make the electrical connection. This work aims to study the application of piezoresistive ink in combination with electrically conductive ink or conductive fabric to form the electrodes. These are applied over a fabric. It also seeks to explore the best configurations for the sensors, including the most suitable production parameters. This work describes the entire process of applying paints through stamping and the evaluation of the functioning of the resulting sensors. By analyzing the results obtained, it was concluded that it was possible to produce functional sensors using electrodes in conductive fabric. On the other hand, the use of conductive ink was quite problematic, with only one of the configurations used providing interesting results.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Disposable electrochemical sensors have attracted the attention of the scientific community given its advantages, such as large-scale production with relatively low cost and reduced sample volume. In this context, the technique of printed electrodes has been widely used in electroanalytical for the development of new sensing platforms and in the improvement of their performances. With the objective of developing disposable sensors with low relative cost, through the printing technique, two conductive inks were developed: one from nail polish (NP) for nails and graphite (GP) and another paint from stained glass varnish (GV) and graphite. As a substrate of the sensor, we used PET from bottles of drinks that would be discarded. After the development of the conductive ink, the morphological and electrochemical characterization of GP-NP / PET and GP-GV / PET devices were performed. To verify the functionality of the sensors, hydroquinone (HQ), serotonin (5-HT), epinephrine (EP) and estriol (E3) were chosen as analytes. The scanning electron microscopy characterization of GP-NP / PET and GP-GV / PET revealed that the inks have a homogeneous, rough and porous surface, characteristics that help increase the surface area of the working electrode. Using the square-wave voltammetry technique, the GP-NP / PET sensor presented a linear response in the concentration range of 5.0 × 10−6 to 1.0 × 10−4 mol L−1 with a detection limit of 1.2 × 10−8 mol L−1 for HQ, 5,0 × 10−5 to 1,0 × 10−4 mol L−1 with a detection limit of 3,1 × 10−7 mol L−1 for 5-HT and 1.0 × 10−7 to 5.0 × 10−5 mol L−1 with a detection limit of 1 × 10−7 mol L−1 for EP. For the GP-GV/PET device, 1.0 × 10−7 at 8.0 × 10−6 mol L−1 to was obtained with a detection limit of 1 × 10−8 mol L−1 for E3. The devices detected the analytes in environmental, pharmaceutical and biological samples. In this way, the inks developed are interesting for the application in disposable sensors, given their characteristics as homogeneity while liquid, and physical stability after drying, not breaking, following the flexibility of the substrate. Os sensores eletroquímicos descartáveis têm chamado a atenção da comunidade científica dado suas vantagens, como produção em larga escala com custo relativamente baixo e redução do volume de amostra. Neste contexto, os eletrodos impressos tem sido amplamente empregada na eletroanalítica para o desenvolvimento de novas plataformas de sensoriamento e na melhoria de suas performances. Com o objetivo de desenvolver sensores descartáveis com baixo custo relativo, através da técnica de impressão, desenvolveram-se duas tintas condutoras: uma a partir de esmalte para unhas (NP, do inglês nail polish) e grafite (GP, do inglês grafite) e outra tinta a partir de verniz vitral (GV, do inglês glass varnish) e grafite. Como substrato do sensor, utilizamos PET oriundo a partir de garrafas de refrigerantes que seriam descartadas. Após o desenvolvimento das tintas condutoras, realizou-se as caracterizações morfológicas e eletroquímicas dos dispositivos GP-NP/PET e GP-GV/PET. Para verificar a funcionalidade dos sensores, escolheu-se a hidroquinona (HQ), serotonina (5-HT), epinefrina (EP) e estriol (E3) como analitos. A caracterização por microscopia eletrônica de varredura do GP-NP/PET e do GP-GV/PET revelou que as tintas possuem uma superfície homogênea, rugosa e porosa, características que ajudam a aumentar a área superficial do eletrodo. Utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada, o sensor GP-NP/PET apresentou uma resposta linear na faixa de concentração de 5,0 × 10−6 a 1,0 × 10−4 mol L−1 com um limite de detecção de 1,2 × 10−8 mol L−1 para HQ; 5,0 × 10−5 mol L−1 a 1,0 × 10−4 mol L−1 com um limite de detecção de 3,1 × 10−7 mol L−1 para 5-HT, e 1,0 × 10−7 mol L−1 a 5,0 × 10−5 mol L−1 com um limite de detecção de 1 × 10−7 mol L−1 para EP. Já, para o dispositivo GP-GV/PET, obteve-se 1,0 × 10−7 mol L−1 a 8,0 × 10−6 mol L−1 com um limite de detecção de 1 × 10−8 mol L−1 para E3. Os dispositivos detectaram os analitos em amostras ambientais, farmacêuticas e biológicas. As tintas desenvolvidas são interessantes para a aplicação em sensores descartáveis, dado suas características como homogeneidade enquanto líquida e estabilidade física após a secagem, não quebrando, acompanhando a flexibilidade do substrato. CAPES: 1687539

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Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2018-12-21T12:57:49Z (GMT) Submitted by Alisson Henrique Ferreira Marques (lisson2009@gmail.com) on 2018-12-21T18:59:34Z No. of bitstreams: 1 Alisson Henrique Ferreira Marques.pdf: 3556869 bytes, checksum: e39a0b150589ce828ad1ff89b93127dc (MD5) Approved for entry into archive by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br) on 2019-01-04T11:26:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marques_ahf_me_rcla_par.pdf: 510946 bytes, checksum: e1d1e2079039ceee01e72c2af5a34045 (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-04T11:26:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marques_ahf_me_rcla_par.pdf: 510946 bytes, checksum: e1d1e2079039ceee01e72c2af5a34045 (MD5) Previous issue date: 2018-10-01 A busca por novos materiais é um dos grandes desafios da eletrônica que utiliza compósitos de materiais orgânicos e inorgânicos na produção de dispositivos eletrônicos. O interesse por esses materiais é devido a possibilidade de se produzir dispositivos eletrônicos via rota líquida, possibilitando a produção de tintas condutoras que possam ser depositados por técnicas de impressão. Um dos principais desafios na área da eletrônica impressa é a fabricação de eletrodos transparentes que, atualmente, são produzidos a partir de óxidos condutores transparentes, TCO (Transparent Conducting Oxides). Uma alternativa para substituição dos TCO é a formação de compósitos a partir de materiais orgânicos e inorgânicos para confecção de eletrodos transparentes que possam ser processados através de rota líquida. O presente trabalho propõe a produção de uma tinta condutora que possa ser depositada pela técnica de serigrafia. A tinta foi composta por um polímero condutor, por um material inorgânico reticulador que conferiu estabilidade mecânica aos filmes formados e por aditivos. Foi realizada uma caracterização reológica nas tintas, que proporcionou avaliar a viscosidade para ser utilizada em serigrafia. As tintas apresentaram viscosidade entre 1 Pa.s e 2 Pa.s, que foi suficiente para deposição serigráfica utilizando uma tela de 180 fios/cm². Foi realizada caracterizações elétrica, ótica e morfológica nos filmes preparados com as tintas condutoras, onde os filmes apresentaram uma transmitância ótica entre 85 % e 95 %, com uma resistência de folha entre 50 Ω/sq e 160 Ω/sq. Estes filmes foram aplicados como resistência aquecedora para uso como desembaçador de vidros, podendo aquecer uma lâmina de vidro com 2,5 mm de espessura até 100 ºC a uma taxa máxima de 30 ºC/min. Além disso, os filmes transparentes condutores foram aplicados como eletrodos de dispositivos eletroluminescentes, os quais apresentaram desempenho comparável à de dispositivos produzidos com eletrodos de ITO. Finalmente, foram produzidas antenas para identificadores do tipo RFID aos quais permitiram leituras confiáveis à uma distância de até 3,5 metros do leitor. The search for new materials is one of the great challenges of electronics that uses composites of organic and inorganic materials in the production of electronic devices. The interest in these materials is due to the possibility of producing electronic devices by liquid route, enabling the production of conductive inks that can be deposited by printing techniques. One of the main challenges in the field of printed electronics is the manufacture of transparent electrodes produced from transparent conducting oxides (TCO). An alternative to substitute TCO is the formation of composites from organic and inorganic materials to make transparent electrodes that can be processed by route liquid. The present work proposes the production of a conductive ink that can be deposited by the silkscreen technique. The ink was composed of a conductive polymer, an inorganic crosslinker material which imparted mechanical stability to the formed films and additives. A rheological characterization was carried out to evaluate the viscosity of the conductive ink to be used in screen printing. The prepared inks were obtained with a viscosity between 1 Pa.s and 2 Pa.s, which was sufficient for screen printing using a screen of 180 wires/cm². It was performed electrical, optical and morphological characterization in the films prepared with the conductive inks, where the films presented an optical transmittance between 85 % and 95 %, with a sheet resistance between 50 Ω/sq and 160 Ω/sq. These films were applied as a heating resistor for use as a glass defroster, and can heat a glass slide with 2,5 mm thickness up to 100 °C at a maximum rate of 30 °C/min. In addition, conductive transparent films were applied as electrodes of electroluminescent devices, which presented performance comparable to devices produced with ITO electrodes. Finally RFID-type antennas were produced and allowed to be reliably read up to a distance of up to 3,5 meters from the reader.

Trabalho de Projeto do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica apresentado à Faculdade de Ciências e Tecnologia Os sistemas microeletromecânicos (MEMS) flexíveis têm tido um crescente interesse, quer pelas suas potencialidades sensoriais quer pelas suas capacidades de processar informação do ambiente onde estão inseridos e, por sua vez, gerar efeitos.Um dos principais obstáculos à evolução desta tecnologia é a fraca adesão das tintas condutoras ao substrato dos MEMS, na sua maioria membranas de poli(dimetil siloxano) (PDMS), que se reflecte numa perda de condutividade.De modo a superar esta questão, têm sido desenvolvidas várias alternativas para modificar as propriedades da superfície do PDMS que envolvem tratamentos físicos, químicos ou a combinação de ambos. Uma destas alternativas, consiste na incorporação através da combinação de modificações físicas e químicas de determinadas funcionalidades na matriz do PDMS, nomeadamente compostos hidrofílicos e/ou com elevada afinidade a partículas metálicas, como por exemplo a poli(4-vinil piridina) (P4VP).A técnica de polimerização radicalar por desativação reversível (RDRP) permite sintetizar (co)polímeros com composição, arquitetura e peso molecular controlados. Dos vários métodos RDRP existentes, a polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) destaca-se por ser uma técnica muito robusta e eficiente para a síntese de (co)polímeros. A ATRP foi, portanto, o método adotado neste trabalho para obter copolímeros de bloco constituídos por segmentos de PDMS e de P4VP.Nesse sentido, neste trabalho foram sintetizados vários copolímeros de bloco PDMS-P4VP, com diferentes composições e pesos moleculares através da técnica de ATRP. Os polímeros resultantes foram caracterizados pela técnica de espetroscopia de ressonância magnética protónica (1H NMR). A capacidade dos copolímeros de bloco dispersarem nanopartículas metálicas foi avaliada através de testes de dispersão dinâmica da luz (DLS).Numa tentativa de melhorar a afinidade do PDMS a tintas compostas por partículas metálicas, diferentes alternativas de incorporação dos copolímeros nas membranas de PDMS foram testadas. A aplicação direta na superfície do PDMS curado, a incorporação na constituição da camada superficial do PDMS antes do processo de cura e, ainda, na substituição do agente de acoplamento utilizado na formulação de tintas, são exemplos dessas alternativas.Para além da aplicação dos copolímeros, foi também estudada a alteração da superfície do PDMS pela polimerização direta da P4VP. O sucesso das diferentes modificações foi avaliado através da análise do ângulo de contacto e espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR).Os resultados obtidos através da utilização dos copolímeros não foram os desejados, uma vez que as propriedades da superfície do PDMS não foram alteradas de forma a resolver completamente o problema associado à adesão das tintas metálicas. Contudo, verificou-se que é possível melhorar as propriedades da superfície do PDMS, como a hidrofobicidade, através do método de polimerização direta da P4VP neste substrato. Neste caso, verificou-se uma melhoria significativa da adesão das tintas metálicas ao substrato PDMS.O trabalho desenvolvido contribuiu para compreender de que forma as propriedades da superfície do PDMS se alteraram através da aplicação de copolímeros de bloco de base PDMS, e também o impacto da polimerização direta da P4VP no substrato PDMS. A modificação das propriedades da superfície das membranas de PDMS esperou-se ser um passo decisivo para o desenvolvimento de melhores tecnologias MEMS. The interest in flexible microelectromechanical systems (MEMS) technologies is growing rapidly, not only because of their capacity to be used as sensors, but also to process information and generate effects in the environment where they are inserted.One of the main issues for the development of this technology is the weak adhesion of conductive inks to the substrate of MEMS, mainly polydimethylsiloxane (PDMS) membranes, which is reflected on a loss of conductivity.In order to overcome this problem, many alternatives to change the PDMS surface properties have been developed that involve physical or chemical treatments or the combination of both. One of them involves the incorporation of certain functionalities through the combination of physical and chemical modifications in the PDMS structure, like hydrophilic compounds and/or compounds with a high affinity to metallic particles, as for instance poly(4-vinylpyridine) (P4VP).Reversible-deactivation radical polymerization (RDRP) techniques allow the synthesis of (co)polymers with controlled composition, architecture and molecular weight. Among all of the existing RDRP methods, the atom transfer radical polymerization (ATRP) stands out for being particularly useful and efficient for the synthesis of (co)polymers. For that reason, the ATRP was the method adopted in this work to obtain block copolymers composed by PDMS and P4VP segments.Therefore, in this work several block copolymers were synthesized with different compositions and molecular weight through the ATRP technique. The ensuing polymers were characterized by nuclear magnetic resonance (1H NMR) spectroscopy. The block copolymers ability to disperse metallic nanoparticles was evaluated through dynamic light scattering (DLS).In an attempt to improve the PDMS affinity to inks composed by metallic nanoparticles, a lot of different approaches to incorporate copolymers in PDMS membranes were tested. For instance the direct application on cured PDMS, on the constitution of PDMS before cured and even in the replacement of the coupling agent used on inks were some of the approaches tested.Beside the copolymers application, it was also studied the modification on the PDMS surface by direct polymerization of P4VP. The success of different modifications was evaluated through contact angle analyses and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR).The final results concerning block copolymers were not the expected since the PDMS surface properties were not modified in order to completely solve the problem associated with the metallic inks adhesion. However, the improvement of the PDMS surface properties like hydrophobicity was observed when P4VP was direct polymerized on it. In this case, it was possible to verify a significant improvement in the adhesion of metallic inks to the PDMS substrate.The work contributed to the understanding of how PDMS surface properties change with the application of block copolymers based on PDMS, and also the impact of the direct polymerization of P4VP on the PDMS substrate. The modification of the PDMS surface properties is expected to be a decisive step forward aiming the development of better MEMS technologies.