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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35916
Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Estudo da vazão de um sistema microfluídico com detecção amperométrica: influência dos fios têxteis |
Author: | Silva, João Victor do Nascimento |
First Advisor: | Takeuchi, Regina Massako |
First member of the Committee: | Faria, Anizio Marcio De |
Second member of the Committee: | Silva, Luiz André Juvêncio |
Summary: | Dispositivos analíticos microfluídicos baseados em fios têxteis têm recebido bastante atenção nos últimos anos, pois combinam baixo custo e simplicidade de fabricação com baixo consumo de reagentes e de amostras e culminam em uma de pequena quantidade de resíduos. Nestes dispositivos, os fluidos são transportados passivamente pelos fios têxteis por ação capilar devido a presença de microcanais formados pelos espaços vazios entre as fibras dos fios têxteis. Assim, dispositivos analíticos microfluídicos baseados em fios têxteis não requerem bombas propulsoras de fluidos, tornando a montagem mais simples e barata. Apesar de promissores, ainda existem alguns desafios relacionados ao planejamento e fabricação de dispositivos analíticos microfluídicos baseados em fios têxteis. Dentre estes desafios destacam-se a obtenção de vazões altas e constantes por longos períodos e o entendimento dos mecanismos de transporte dos fluidos em diferentes fios têxteis. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar o transporte de soluções aquosas em diferentes fios têxteis por meio de medidas de vazão de soluções aquosas de um corante alimentício. Os fios estudados foram: fios de barbante de algodão cru utilizado para artesanato, fios de poliéster e fio de gaze, os quais foram submetidos a diferentes pré-tratamentos envolvendo a lavagem com água ultrapura e com solução de carbonato de sódio. Os fios têxteis que apresentaram as melhores propriedades de transporte de fluidos foram inseridos em um sistema microfluídico com detecção amperométrica previamente desenvolvido em nosso grupo de pesquisa. A resposta amperométrica para o íon ferrocianeto foi avaliada para os diferentes fios têxteis. Os resultados obtidos mostraram que, independentemente do pré-tratamento utilizado, os fios de poliéster forneceram as maiores vazões, porém, com baixa repetitividade. Para os fios de gaze, observou-se que todos os pré-tratamentos usados diminuíram a vazão em relação à obtida com o fio não tratado. Para os fios de barbante de algodão cru, foi observado que o tratamento com água ultrapura foi o mais adequado para fornecer uma vazão suficientemente alta e repetitiva. O fio de barbante não tratado não foi capaz de transportar as soluções aquosas enquanto o tratado com solução de carbonato de sódio apresentou menores vazões. Os estudos amperométricos mostraram que o fio de barbante de algodão cru tratado com água foi que apresentou as maiores correntes para o íon ferrocianeto, bem como a maior precisão, indicando que este seja o fio têxtil mais promissor para o desenvolvimento de novos dispositivos microfluídicos com detecção eletroquímica. |
Abstract: | Textile thread-based analytical microfluidic devices have received considerable attention recently due to their low cost, ease of fabrication, low consumption of chemicals and samples, and low generation of waste. In these devices, fluids are passively transported due to the capillary action provided by the microchannels formed by the voids between the fibers of the threads. Therefore, thread-based analytical microfluidic devices do not require pumps to drive the fluids through the microchannels making their assembly easier and inexpensive. Despite being promising devices, some challenges are still present regarding the designing and fabrication of thread-based analytical microfluidic devices. Major challenges include achieving high and stable flow rates for long times and to understand the mechanisms of fluid transportation in different textile threads. In this context, the objective of this study was to evaluate the transport of aqueous solutions in different textile threads by measuring the flow rates of aqueous food coloring solutions. The following textile threads were evaluated: raw cotton string generally used for craft, polyester, and hydrophilic gauze threads. These threads were subjected to different pretreatments involving the washing which ultrapure water and sodium carbonate solution. The threads with the best fluid transport properties were inserted in an amperometric thread-based microfluidic device previously developed in our research group. The amperometric response for ferrocyanide ion was evaluated with these threads. The obtained results have shown that the polyester thread provided the highest flow rates regardless of the pretreatment, but the precision obtained with this thread was low. All the pretreatments studied decreased the flow rate for hydrophilic gauze compared to untreated gauze threads. For the raw cotton string, the pretreatment with ultrapure was the most adequate to ensure high and repetitive flow rates. The untreated cotton string thread was unable to transport fluids and the pretreatment with sodium carbonate solution lowered the flow rate for this thread. The amperometric studies have shown that the cotton string threads treated with ultrapure water displayed the highest amperometric response for ferrocyanide ion and the higher precision, indicating that these threads are the most promising to develop novel electrochemical microfluidic analytical devices. |
Keywords: | Dispositivos microfluídicos Microfluidic devices Eletroquímica Electrochemistry Fios têxteis Thread textile |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Quote: | SILVA, João Victor do Nascimento. Estudo da vazão de um sistema microfluídico com detecção amperométrica: influência dos fios têxteis. 2022. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Ituiutaba, 2022. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35916 |
Date of defense: | 19-Aug-2022 |
Appears in Collections: | TCC - Química (Ituiutaba / Pontal) |
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