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Title: Un nuovo dispositivo per analisi microcalorimetriche nel settore biologico: DSC-MEMS
Authors: Maggiolino, Stefano
Supervisore/Tutore: Sbaizero, Orfeo
Cosupervisore: Scuor, Nicola
Issue Date: 23-Apr-2008
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: Il seguente lavoro di tesi di dottorato è inerente alla progettazione, modellizazione, caratterizzazione di uno sensore MEMS (Micro Electro Mechanical System) per misure calorimetriche su cellule. Sono stati progettati diversi dispositivi simulandone, in diversi casi, le scelte progettuali atte a migliorare le caratteristiche del sensore. Sono state simulate anche scelte che a causa della tecnologia usata non sono state applicate, ma con tecnologie differenti potrebbero andare a migliorare il sensore. In conclusione tutte le scelte progettuali indagate, ed in alcuni casi anche applicate ad un dispositivo realizzato, si possono suddividere in tre tipologie di scelte: scelta di materiali, scelta di soluzioni tecniche per ridurre la dispersione termica e scelte per incrementare il segnale direttamente dal dispositivo Dopo aver progettato e simulato i dispositivi sono andato studiare un metodo per poter rilevare il segnale elettrico adatto ad acquisire intensità molto basse. Lo studio è partito da semplici amplificatori e poi si è rivolto a metodi atti a minimizzare il rumore come l’amplificatore ad aggancio di frequenza coordinato con l’optical chopper e con l’electrical chopper. Questi sistemi alla fine sono stati studiati in modo tale da ottenere una massimizzazione del segnale. Sono stati caratterizati i dispositivi realizzati, andando a cercare la minima potenza termica sensibile da questi. I risultati sono che utilizzando le tecniche sopra descritte, sono riuscito a misurare potenze dell’ordine dei 25 nW valore molto promettente. I dispositivi sono stati testati anche in liquido e i risultati ottenuti dimostrano che non ci sono effetti di cortocircuitazione tra gli elettrodi e quindi possono essere usati tranquillamente in ambiente acquoso. In conclusione in questo lavoro di dottorato è stato sviluppato un dispositivo atto a misurare potenze termiche erogate dell’ordine di decine di nW, si sono identificati ed ottimizzati processi di self-reparing per ripristinare dispositivi non conformi al progetto, si sono identificate delle metodologie per effettuare la caratterizzazione dei dispositivi applicabili poi in seguito anche alla misura vera e propria, è stato intrapreso lo studio di una ottimizzazione del processo per la fabbricazioni di barriere da fotopolimerizzazione al laser e sono state proposte delle soluzioni, testate solamente via simulazione ad elementi finiti, che garantirebbe degli incrementi sulla intensità del segnale notevoli.
Ciclo di dottorato: XX Ciclo
metadata.dc.subject.classification: INGEGNERIA E SCIENZA DEI MATERIALI
Description: 2006/2007
Keywords: MEMS
DSC
Differential Scanning Calorimetry
Cellula
Effetto Seebeck
Language: it
Type: Doctoral Thesis
Settore scientifico-disciplinare: ING-IND/22 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI
NBN: urn:nbn:it:units-7352
Appears in Collections:Ingegneria industriale e dell'informazione

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