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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.46.2009.tde-28042010-083818
Document
Author
Full name
Eric Tavares da Costa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Lago, Claudimir Lucio do (President)
Carrilho, Emanuel
Gutz, Ivano Gebhardt Rolf
Title in Portuguese
Processo de fabricação de mini e microdispositivos fluídicos por ablação a laser de dióxido de carbono
Keywords in Portuguese
Ablação
Lab-on-a-chip
Laser de CO2
Microfluídico
PMMA
Polímeros
Abstract in Portuguese
Este trabalho descreve o desenvolvimento de um processo de fabricação de mini e microdispositivos fluídicos baseado na utilização de um equipamento de usinagem a laser de CO2 para criação de relevos sobre base de poli(metacrilato de metila) e na selagem térmica contra igual material. Inicialmente, o equipamento laser foi detalhadamente caracterizado, o que possibilitou elaborar métodos para a construção de microcanais de forma mais eficiente e com menores chances de defeitos. Tipicamente, os canais apresentaram seção transversal triangular em torno de 200 µm de largura e 100 µm de profundidade, sendo possível, no entanto, criar canais com outras características. A etapa de selagem entre a tampa e a base que apresentou melhores resultados consiste em pressurização acima de 6 kgf·cm-2 e aquecimento a 110 ºC durante 45 minutos, seguido de resfriamento por 1 h. Os microcanais selados por esta técnica, resistiram a pressões superiores a 3,5·kgf·cm-2. O processo desenvolvido se mostrou adequado para a criação de protótipos, sendo também suas principais características: (1) a facilidade de incorporação de regiões de grandes dimensões (como reservatórios) em conjunto com os microcanais, (2) número reduzido de etapas de produção e (3) boa uniformidade química da parede interna dos canais, o que é particularmente interessante para microdispositivos aplicados à Química Analítica
Title in English
A fabrication process of mini- and microfluidic device using carbon dioxide laser
Keywords in English
Ablation
CO2 Laser
Lab-on-a-chip
Microfluidc
PMMA
Polymers
Abstract in English
A microfabrication process based machining using CO2 laser on poly(methyl methacrylate) and thermal sealing is described. Initially, the laser equipment was characterized in detail, which allowed developing strategies for the construction of microchannels more efficiently and less failure-prone. Typically, the channels had a triangular cross section around 200 µm in width and 100 µm in depth. It is possible, however, create channels with other features. The sealing step that showed better results consists in to pressurize at 6 kgf·cm-2 and heating at 110 °C during 45 minutes, followed by natural cooling for 1 h. The microchannels sealed by using this procedure resisted pressures above 3.5 kgf·cm-2. The process proved to be adequate for prototyping and also has other main features: (1) easiness of incorporation of large regions (such as reservoirs) together with the microchannel; (2) reduced number of manufacturing steps and (3) good chemical uniformity of the inner wall of the channel, which is particularly interesting for microdevices applied to Analytical Chemistry.
 
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Publishing Date
2010-05-24
 
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