Os novos processos de impressão têm exigido novas características do papel. Entre os novos processos encontram-se as impressões digitais, em especial, a impressão por jato de tinta. Este tipo de impressão é baseado na ejeção de uma gota de tinta por um orifício em uma cabeça de impressão, que atinge o substrato formando um pixel. A definição das imagens formadas neste tipo de impressão é, portanto, dependente das características da tinta e, principalmente, do substrato. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as propriedades do papel que são importantes para a impressão por jato de tinta, desde o momento em que a tinta atinge a superfície do papel até a sua absorção. As propriedades consideradas neste estudo foram: a rugosidade, a porosidade e as propriedades químicas da superfície. A rugosidade foi avaliada pelos métodos tradicionais da área de papel e celulose (baseados em vazão de ar), por método perfilométrico e, qualitativamente, por imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para a porosidade foi utilizado um método tradicional, além de porosimetria de intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X, e a composição química da superfície foi avaliada por espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia Raman. A partir dos resultados obtidos, as propriedades do papel foram qualificadas e as suas influências no espalhamento e absorção de líquidos em geral foram identificadas. Além da caracterização das propriedades superficiais e porosimétricas do papel, as correlações entre as propriedades e os diferentes métodos utilizados na sua determinação foram discutidas. Os métodos de análise tradicional não conseguem caracterizar os papéis em níveis de resolução capazes de fornecer informações sobre a influência das propriedades estudadas na impressão por jato de tinta. Ao mesmo tempo, a caracterização do papel para este tipo de impressão e a compreensão das influências das propriedades do papel no espalhamento e absorção de tinta e líquidos em geral só é possível quando as propriedades são analisadas em conjunto. / The new printing processes have required new features of the paper. Among the new printing processes are the digital printing, in particular, the inkjet printing. This type of printing is based on the ejection of an ink drop through a hole in a print head, which reaches the substrate forming a pixel. The resolution of the images formed in this type of printing is therefore dependent on the characteristics of the ink, and especially of the substrate. The present work aims to characterize the properties of paper that are important to the inkjet printing, from the moment the ink hits the paper surface to its absorption. The properties considered in this study were: roughness, porosity and chemical properties of the surface. The roughness was evaluated by traditional methods in pulp and paper sector (based on air flow), by profilometry and qualitative using images obtained by scanning electron microscopy (SEM). For the porosity, a traditional method was used, and also mercury intrusion porosimetry and X-ray microtomography. The chemical composition of the surface was evaluated by energy dispersive spectroscopy (EDS) and Raman spectroscopy. From the results obtained, the paper properties were described and their influence on the spreading and absorption of liquids in general have been identified. Besides the characterization of the paper surface properties and porosity, the correlations between the properties and the different methods used for measurement were discussed. The traditional analysis methods can not characterize the paper in levels of resolution capable of providing information about the influence of the properties studied in inkjet printing. At the same time, to characterize paper for this printing process and to understand the influences of the paper properties on the spreading and absorption of inks and liquids in general the paper properties have to be analyzed together.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-06T12:39:07Z No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:29:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:30:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T14:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Brazil plays an important role in the consumption and production of ceramic tiles nowadays. The decoration of tiles by digital inkjet printing, due to its technical and aesthetic advantages, is a spreading technology and has already been adopted in the national industry. Ink sets acquired from different manufacturers differ in their extension behavior on the ceramic surface, in the definition of the printed pattern, in the range of printable colors, and in the ink yield, square meters of a same decoration that can be printed for unit volume of ink. Due to the peculiarities of this technology, there is still no methodology for evaluating the performance of the inks and there is very little published on this topic. This paper proposes a methodology for a comparative evaluation of the performance of industrial inks, aiming to help in the selection of these inputs by ceramic tiles producers. Drops of the evaluated inks were applied on a defined ceramic substrate. The colorimetric behavior and the extension of the ink were assessed as indicative parameters of the image quality and yield of the inks. The colorimetric characteristics and the size of the points produced with inks from different suppliers were significantly different for all the four colors of the inks evaluated. For all these colors, the results point to similar conclusions, demonstrating the validity of the method. Some technical characteristics of the inks were studied to identify the reasons for the different behaviors observed. The color differences between inks of different suppliers are explained by the different pigment phases in each composition of ink. The extension of the inks were greatly influenced by its viscosities. The more viscous inks, due to greater difficulty in penetrating the ceramic substrate, expanded more over it. / O Brasil, atualmente, assume um papel de destaque no consumo e na produção de revestimentos cerâmicos. A decoração de revestimentos por impressão digital por jato de tinta, devido às vantagens técnicas e estéticas que apresenta, já foi adotada na indústria do país e se difunde cada vez mais. Conjuntos de tintas adquiridos de fabricantes distintos apresentam diferenças em seu comportamento de extensão na superfície da peça, na definição do desenho impresso, na paleta de cores fornecida e no seu rendimento (metros quadrados de uma mesma decoração impressos por unidade de volume da tinta). Devido às peculiaridades dessa tecnologia, ainda não há uma metodologia para a avaliação do desempenho das tintas e muito pouco foi publicado a respeito do tema. O presente trabalho propõe uma metodologia para avaliar comparativamente o desempenho de tintas industriais, visando auxiliar na seleção desses insumos pelos produtores de revestimentos. Gotas das tintas avaliadas foram aplicadas em um substrato fixo e o comportamento colorimétrico e o índice de extensão dos pontos resultantes foram avaliados como parâmetros indicativos da qualidade da imagem e do rendimento das tintas. As diferenças colorimétricas e o tamanho dos pontos para tintas de fornecedores distintos foram bastante significativas, e os resultados apontam para conclusões equivalentes para todas as cores avaliadas, o que demonstra a validade do método. Algumas características técnicas das tintas foram estudadas para identificação das razões para as diferenças de comportamento observadas. As diferenças de cor entre tintas de fornecedores diferentes são explicadas pelas diferentes fases pigmentantes em cada uma delas. Os índices de extensão foram bastante influenciados pelas viscosidades das tintas. As tintas mais viscosas, devido a maior dificuldade de penetração no substrato cerâmico, se estenderam mais sobre o mesmo.

Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-16T05:32:41Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-22T14:06:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-22T18:09:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-22T18:12:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-22T19:44:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-23T11:57:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-23T12:57:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-23T13:16:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-23T13:34:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-23T17:24:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-23T17:29:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-24T12:05:23Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-24T12:39:43Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-24T16:47:37Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-24T17:31:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-27T11:40:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-27T12:31:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-27T13:03:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-27T18:08:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-28T12:13:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-28T14:22:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-28T14:31:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Submitted by Maykel dos Santos Klem null (maykel_klem@hotmail.com) on 2017-11-28T14:37:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_mestrado_Maykel.pdf: 4072759 bytes, checksum: 49804b0b4c75b954b2c9c7e4aa93265e (MD5) / Approved for entry into archive by Minervina Teixeira Lopes null (vina_lopes@bauru.unesp.br) on 2017-11-28T15:54:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 klem_ms_me_bauru.pdf: 4012228 bytes, checksum: f1af56b8b0b9f5e19934e197b4755874 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T15:54:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 klem_ms_me_bauru.pdf: 4012228 bytes, checksum: f1af56b8b0b9f5e19934e197b4755874 (MD5) Previous issue date: 2017-09-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Realizou-se primeiramente neste trabalho o estudo de um supercapacitor padrão utilizando coletores de aço inox e eletrodos de grafite Aquadag®. Este dispositivo apresentou uma capacitância máxima de 22 F/g, e seu espectro de impedância foi modelado por um circuito do tipo R(C(RW))(RC)(RC). Com este dispositivo foi possível testar os métodos de produção dos supercapacitores, e identificar as características desejáveis no supercapacitor impresso. Foram testadas duas técnicas de impressão distintas visando o preparo de eletrodos e coletores de corrente impressos em papel para aplicação em supercapacitores. O material ativo utilizado nos eletrodos foi basicamente o PEDOT:PSS, com a adição de óxido de grafeno, grafite aquadag® e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT) para a formação compósitos condutores. Foram realizadas caracterizações morfológicas e elétricas nas superfícies dos eletrodos impressos em papel filtro, vegetal e sulfite. Os eletrodos produzidos por serigrafia utilizando o compósito de PEDOT:PSS com MWNT impressos em papel filtro apresentaram os menores resultados de resistência de folha (17 Ω/sqr), sendo assim utilizados na produção dos supercapacitores. O supercapacitor impresso em papel apresentou um bom comportamento capacitivo através de medidas de espectroscopia de impedância e voltametria cíclica. A curva de impedância foi modelada através de um circuito do tipo R(RC)(C(RQ))(RC), evidenciando uma alta capacitância de dupla camada. Foi encontrada uma capacitância específica máxima de 20,3 F/g.para uma corrente de carga/descarga de 1 mA, e uma resistência equivalente em série de 60 Ω. Estes valores levaram a densidades de energia e potência de 3,1 Wh/kg e 420 W/kg, respectivamente. Realizaram-se também simulações e ajustes a partir das análises em corrente contínua, usando um circuito equivalente RC paralelo com uma resistência em série. Através destes ajustes foi possível extrair parâmetros de grande importância na utilização prática dos supercapacitores. / In this study, we first produced a standard supercapacitor using stainless steel collectors and Aquadag® graphite electrodes. The device exhibited a maximum capacitance of 22 F/g, and an R(C(RW))(RC)(RC) circuit modeled its impedance spectrum. With this device was possible to test the production methods of supercapacitors, and identify its desirable characteristics. Two different printing techniques were tested to produce electrodes/current collectors. The active material used in the electrodes was PEDOT: PSS, with addition of graphene oxide, Aquadag® graphite and multi-walled carbon nanotubes (MWNT), in order to obtain conductive composites. Morphological and electrical characterizations were performed over the surfaces of printed electrodes onto filter, vegetable and bond paper. The electrode produced by screen-printing using the PEDOT: PSS/MWNT composite printed onto filter paper exhibited low sheet resistance (17 Ω /sqr), being used in the production of supercapacitors. Printed supercapacitor showed good capacitive behavior through impedance spectroscopy and cyclic voltammetry measurements. An R(RC)(C(RQ)(RC) circuit modeled the impedance spectrum, evidencing a high double layer capacitance. A maximum specific capacitance of 20.3 F / g was found for a charge/discharge current of 1 mA, and an equivalent series resistance of 60 Ω. These values led to energy and power densities of 3.1 Wh / kg and 420 W / kg, respectively. Simulations and curve fitting were also performed from DC analyzes, using a parallel RC circuit coupled with a series resistance, obtaining important parameters for the practical use of supercapacitors. / FAPESP: 2015/18091-8

Os novos processos de impressão têm exigido novas características do papel. Entre os novos processos encontram-se as impressões digitais, em especial, a impressão por jato de tinta. Este tipo de impressão é baseado na ejeção de uma gota de tinta por um orifício em uma cabeça de impressão, que atinge o substrato formando um pixel. A definição das imagens formadas neste tipo de impressão é, portanto, dependente das características da tinta e, principalmente, do substrato. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as propriedades do papel que são importantes para a impressão por jato de tinta, desde o momento em que a tinta atinge a superfície do papel até a sua absorção. As propriedades consideradas neste estudo foram: a rugosidade, a porosidade e as propriedades químicas da superfície. A rugosidade foi avaliada pelos métodos tradicionais da área de papel e celulose (baseados em vazão de ar), por método perfilométrico e, qualitativamente, por imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para a porosidade foi utilizado um método tradicional, além de porosimetria de intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X, e a composição química da superfície foi avaliada por espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia Raman. A partir dos resultados obtidos, as propriedades do papel foram qualificadas e as suas influências no espalhamento e absorção de líquidos em geral foram identificadas. Além da caracterização das propriedades superficiais e porosimétricas do papel, as correlações entre as propriedades e os diferentes métodos utilizados na sua determinação foram discutidas. Os métodos de análise tradicional não conseguem caracterizar os papéis em níveis de resolução capazes de fornecer informações sobre a influência das propriedades estudadas na impressão por jato de tinta. Ao mesmo tempo, a caracterização do papel para este tipo de impressão e a compreensão das influências das propriedades do papel no espalhamento e absorção de tinta e líquidos em geral só é possível quando as propriedades são analisadas em conjunto. / The new printing processes have required new features of the paper. Among the new printing processes are the digital printing, in particular, the inkjet printing. This type of printing is based on the ejection of an ink drop through a hole in a print head, which reaches the substrate forming a pixel. The resolution of the images formed in this type of printing is therefore dependent on the characteristics of the ink, and especially of the substrate. The present work aims to characterize the properties of paper that are important to the inkjet printing, from the moment the ink hits the paper surface to its absorption. The properties considered in this study were: roughness, porosity and chemical properties of the surface. The roughness was evaluated by traditional methods in pulp and paper sector (based on air flow), by profilometry and qualitative using images obtained by scanning electron microscopy (SEM). For the porosity, a traditional method was used, and also mercury intrusion porosimetry and X-ray microtomography. The chemical composition of the surface was evaluated by energy dispersive spectroscopy (EDS) and Raman spectroscopy. From the results obtained, the paper properties were described and their influence on the spreading and absorption of liquids in general have been identified. Besides the characterization of the paper surface properties and porosity, the correlations between the properties and the different methods used for measurement were discussed. The traditional analysis methods can not characterize the paper in levels of resolution capable of providing information about the influence of the properties studied in inkjet printing. At the same time, to characterize paper for this printing process and to understand the influences of the paper properties on the spreading and absorption of inks and liquids in general the paper properties have to be analyzed together.

Identificação de Dispositivos por Radiofrequência, do inglês, Radio Frequency Identification Device (RFID), é uma tecnologia para identificação, rastreamento e gerenciamento de produtos, animais e até mesmo pessoas sem a necessidade de um campo visual. Com o objetivo de alcançar custos menores e a utilização de processos de fabricação menos agressivo ao meio ambiente, tornou-se importante o desenvolvimento de novos tipos de etiquetas (tags). Em vista disso, a fabricação de antenas impressas compactas usando tinta condutiva, representa uma boa opção. O objetivo dessa pesquisa é o projeto e fabricação de antenas impressas sobre substratos flexíveis utilizando tinta condutiva composta de nanopartículas de prata. O desenvolvimento deste tipo de etiquetas é justificado principalmente pelos seguintes motivos. Primeiro, o processo reduz o uso de agentes químicos comumente empregados na fabricação convencional, levando a uma significativa redução no impacto ambiental. Segundo, a fabricação utilizando substratos como, por exemplo, papel ou polímero, reduz substancialmente o custo final da etiqueta. Estudos teóricos e práticos, juntamente com simulações eletromagnéticas foram realizados. Dois processos de prototipagem da etiqueta foram executados: um utilizando uma impressora jato de tinta que funciona propelindo gotas de tinta sobre o substrato e o outro utilizando serigrafia ou silkscreen printing que é muito prático para imprimir formas geométricas através de uma tela de fios trançados. Esses métodos de impressão permitiram a produção rápida da antena sem a necessidade de máscaras de fotolitografia, como é amplamente utilizado na indústria eletrônica. Quatro protótipos foram produzidos e medidas foram realizadas para verificar a viabilidade da utilização dessas etiquetas impressas em relação à sua operação, a confiabilidade das informações armazenadas e a troca de dados com o leitor RFID via interface aérea. Os resultados práticos foram comparados com os obtidos de etiquetas comerciais, onde foi possível verificar que a antena fabricada com tinta condutiva é capaz de capturar e radiar ondas eletromagnéticas de forma eficiente, resultando em uma troca de dados confiáveis através da interface aérea. / Radio Frequency Identification Device (RFID), it is a technology using electromagnetic waves for identifying, tracking and management of products, animals and even people without requiring a visual field. Aiming at achieving low costs and using less aggressive manufacturing processes to the environment, it has become important to develop new types of RFID tags. In view of that, manufacturing compact printed antennas using conductive ink represents a good option. The goal of this research is the design of printed antennas on flexible substrates using silver nanoparticles ink. The developing of this type of tags is justified mainly by the following reasons. First, the process reduces the use of chemical agents commonly employed in conventional manufacturing leading to a significant reduction of the environmental impact. Second, the fabrication using substrates such as paper and polymer foils, substantially reduces the final cost of the tags. Theoretical and practical studies along with electromagnetic simulations were conducted. Two process of RFID prototyping were performed: one using an inkjet printer that operates by propelling particles of conductive ink onto the substrate and another using silkscreen printing that is a very practical method to print geometric forms through a twisted wires screen. These technologies allowed fast production of the antenna without requiring photolithographic masks, as it is widely used in the electronics industry. Four prototypes were produced and measurements were taken to verify the feasibility of using RFID tags printed with conductive ink regarding to its operation, reliability of the stored information and the exchange of data with the RFID reader via air interface. Practical results were compared with those obtained of the commercial tags. It was possible to verify that the antenna manufactured with conductive ink was able to capture and radiate efficiently electromagnetic waves, resulting in reliable exchange of data with the reader through the air interface

Identificação de Dispositivos por Radiofrequência, do inglês, Radio Frequency Identification Device (RFID), é uma tecnologia para identificação, rastreamento e gerenciamento de produtos, animais e até mesmo pessoas sem a necessidade de um campo visual. Com o objetivo de alcançar custos menores e a utilização de processos de fabricação menos agressivo ao meio ambiente, tornou-se importante o desenvolvimento de novos tipos de etiquetas (tags). Em vista disso, a fabricação de antenas impressas compactas usando tinta condutiva, representa uma boa opção. O objetivo dessa pesquisa é o projeto e fabricação de antenas impressas sobre substratos flexíveis utilizando tinta condutiva composta de nanopartículas de prata. O desenvolvimento deste tipo de etiquetas é justificado principalmente pelos seguintes motivos. Primeiro, o processo reduz o uso de agentes químicos comumente empregados na fabricação convencional, levando a uma significativa redução no impacto ambiental. Segundo, a fabricação utilizando substratos como, por exemplo, papel ou polímero, reduz substancialmente o custo final da etiqueta. Estudos teóricos e práticos, juntamente com simulações eletromagnéticas foram realizados. Dois processos de prototipagem da etiqueta foram executados: um utilizando uma impressora jato de tinta que funciona propelindo gotas de tinta sobre o substrato e o outro utilizando serigrafia ou silkscreen printing que é muito prático para imprimir formas geométricas através de uma tela de fios trançados. Esses métodos de impressão permitiram a produção rápida da antena sem a necessidade de máscaras de fotolitografia, como é amplamente utilizado na indústria eletrônica. Quatro protótipos foram produzidos e medidas foram realizadas para verificar a viabilidade da utilização dessas etiquetas impressas em relação à sua operação, a confiabilidade das informações armazenadas e a troca de dados com o leitor RFID via interface aérea. Os resultados práticos foram comparados com os obtidos de etiquetas comerciais, onde foi possível verificar que a antena fabricada com tinta condutiva é capaz de capturar e radiar ondas eletromagnéticas de forma eficiente, resultando em uma troca de dados confiáveis através da interface aérea. / Radio Frequency Identification Device (RFID), it is a technology using electromagnetic waves for identifying, tracking and management of products, animals and even people without requiring a visual field. Aiming at achieving low costs and using less aggressive manufacturing processes to the environment, it has become important to develop new types of RFID tags. In view of that, manufacturing compact printed antennas using conductive ink represents a good option. The goal of this research is the design of printed antennas on flexible substrates using silver nanoparticles ink. The developing of this type of tags is justified mainly by the following reasons. First, the process reduces the use of chemical agents commonly employed in conventional manufacturing leading to a significant reduction of the environmental impact. Second, the fabrication using substrates such as paper and polymer foils, substantially reduces the final cost of the tags. Theoretical and practical studies along with electromagnetic simulations were conducted. Two process of RFID prototyping were performed: one using an inkjet printer that operates by propelling particles of conductive ink onto the substrate and another using silkscreen printing that is a very practical method to print geometric forms through a twisted wires screen. These technologies allowed fast production of the antenna without requiring photolithographic masks, as it is widely used in the electronics industry. Four prototypes were produced and measurements were taken to verify the feasibility of using RFID tags printed with conductive ink regarding to its operation, reliability of the stored information and the exchange of data with the RFID reader via air interface. Practical results were compared with those obtained of the commercial tags. It was possible to verify that the antenna manufactured with conductive ink was able to capture and radiate efficiently electromagnetic waves, resulting in reliable exchange of data with the reader through the air interface

A tecnologia dos semicondutores inorgânicos tem dominado a indústria eletrônica por muitos anos. No entanto, com a descoberta dos polímeros condutores um esforço considerável tem sido dedicado ao estudo e às aplicações tecnológicas desses materiais em dispositivos eletrônicos, dando início a um novo ramo da eletrônica: a Eletrônica Orgânica (EO). Uma das grandes vantagens da EO reside nos métodos de processamento. Os materiais orgânicos são facilmente processados em solução, portanto permite o uso de diversas técnicas de deposição, como por exemplo, as técnicas de impressão. Dentre as técnicas de impressão, a jato de tinta é a que mostra ser mais adequada à impressão de circuitos. Ela permite depositar volumes de soluções (ou suspensões) da ordem de picolitros em cada gota mantendo padrões bem definidos. Além disso, elimina o uso de máscaras, ocasionando diminuição nos custos e desperdício de material e, por ser um método de deposição tipo não-contato, minimiza possíveis contaminações. Esta tese dedicou-se, dentro desse contexto, ao domínio da técnica de jato de tinta para a confecção de transistores de efeito de campo orgânico (OFETs) tipo p e tipo n, e com aplicação em um inversor lógico unipolar. Os OFETs impressos usaram a arquitetura top gate/bottom contact (TG/BC. Os filmes semicondutores foram formados por várias linhas impressas sobre a região dos eletrodos fonte e dreno. Para os OFETs tipo p foi utilizado o semicondutor Poli(3-hexiltiofeno) régio-regular (rr-P3HT). Foram fabricados OFETs tipo p com a impressão de linhas utilizando os quatro diferentes padrões de deposição da impressora Autodrop. OFETs tipo p com mobilidade em torno de 3x10-3 cm2/V.s e razões Ion/Ioff da ordem de 103 foram obtidos utilizando um padrão de deposição paralelo e outro perpendicular a fonte e dreno. Para os OFETs tipo n o semicondutor usado foi o Poli{[N,N\'-bis(2-octildodecil)-naftaleno-1,4,5,8-bis(dicarboximida)-2,6-diil]-alt-5,5\'-(2,2\'-bitiofeno)]} (P(NDI2OD-T2)). Dentre os OFETs tipo n impressos os melhores apresentaram mobilidades em torno de 10-2 cm2/V.s e razões Ion/Ioff de aproximadamente 5x102. Ambos os OFETs impressos foram aplicados em inversores lógicos digitais unipolares com ganhos maiores que 1. / The technology of inorganic semiconductors has dominated the industry of electronics for many years. However, since the discovery of conductive polymers considerable effort has been devoted to studies and technological applications of these materials in electronic devices, starting a new branch of electronics: Organic Electronics (OE). One of the great advantages of OE lies in the processing methods. The organic materials are easily handled in solution, thus allows the use of various deposition techniques, as for example the printing techniques. Among the techniques of printing, inkjet is showing to be more suitable for printing circuits. It allows you to deposit solutions (or suspensions) volumes on the order of picoliters in each drop, performing well-defined patterns. Furthermore, it eliminates the use of masks, resulting in reduced costs and material waste. This thesis is dedicated to the field of inkjet technique, specifically for the fabrication of organic field-effect transistors (OFETs), p-type and n-type, and application in a unipolar logic inverter. Printed OFETs used architecture top gate/bottom contact (TG/BC). The semiconductor films were formed by several printed lines on the region of the source and drain electrodes. For p-type OFETs we used poly (3-hexylthiophene ) regio-regular (rr-P3HT) as semiconducting material. The p-type OFETs were fabricated using the four different patterns of deposition of the printer Autodrop. These OFETs showed mobility around 3x10-3 cm2/V.s and Ion/Ioff ratio of the order of 103 for the deposition pattern parallel and perpendicular to source and drain. For the n-type OFETs the semiconductor used was Poly{[N,N\'-bis(2-octyldodecyl)-naphthalene-1,4,5,8-bis(dicarboximide)-2,6-diyl]-alt-5,5\'-(2,2\'-bithiophene)]} (P(NDI2OD-T2)). Among the printed n-type OFETs the best showed mobility around of 10-2 cm2/V.s and Ion/Ioff ratio of the order of 5x102. Both printed OFETs were applied in unipolar digital logic inverters, with gains greater than 1.

A tecnologia dos semicondutores inorgânicos tem dominado a indústria eletrônica por muitos anos. No entanto, com a descoberta dos polímeros condutores um esforço considerável tem sido dedicado ao estudo e às aplicações tecnológicas desses materiais em dispositivos eletrônicos, dando início a um novo ramo da eletrônica: a Eletrônica Orgânica (EO). Uma das grandes vantagens da EO reside nos métodos de processamento. Os materiais orgânicos são facilmente processados em solução, portanto permite o uso de diversas técnicas de deposição, como por exemplo, as técnicas de impressão. Dentre as técnicas de impressão, a jato de tinta é a que mostra ser mais adequada à impressão de circuitos. Ela permite depositar volumes de soluções (ou suspensões) da ordem de picolitros em cada gota mantendo padrões bem definidos. Além disso, elimina o uso de máscaras, ocasionando diminuição nos custos e desperdício de material e, por ser um método de deposição tipo não-contato, minimiza possíveis contaminações. Esta tese dedicou-se, dentro desse contexto, ao domínio da técnica de jato de tinta para a confecção de transistores de efeito de campo orgânico (OFETs) tipo p e tipo n, e com aplicação em um inversor lógico unipolar. Os OFETs impressos usaram a arquitetura top gate/bottom contact (TG/BC. Os filmes semicondutores foram formados por várias linhas impressas sobre a região dos eletrodos fonte e dreno. Para os OFETs tipo p foi utilizado o semicondutor Poli(3-hexiltiofeno) régio-regular (rr-P3HT). Foram fabricados OFETs tipo p com a impressão de linhas utilizando os quatro diferentes padrões de deposição da impressora Autodrop. OFETs tipo p com mobilidade em torno de 3x10-3 cm2/V.s e razões Ion/Ioff da ordem de 103 foram obtidos utilizando um padrão de deposição paralelo e outro perpendicular a fonte e dreno. Para os OFETs tipo n o semicondutor usado foi o Poli{[N,N\'-bis(2-octildodecil)-naftaleno-1,4,5,8-bis(dicarboximida)-2,6-diil]-alt-5,5\'-(2,2\'-bitiofeno)]} (P(NDI2OD-T2)). Dentre os OFETs tipo n impressos os melhores apresentaram mobilidades em torno de 10-2 cm2/V.s e razões Ion/Ioff de aproximadamente 5x102. Ambos os OFETs impressos foram aplicados em inversores lógicos digitais unipolares com ganhos maiores que 1. / The technology of inorganic semiconductors has dominated the industry of electronics for many years. However, since the discovery of conductive polymers considerable effort has been devoted to studies and technological applications of these materials in electronic devices, starting a new branch of electronics: Organic Electronics (OE). One of the great advantages of OE lies in the processing methods. The organic materials are easily handled in solution, thus allows the use of various deposition techniques, as for example the printing techniques. Among the techniques of printing, inkjet is showing to be more suitable for printing circuits. It allows you to deposit solutions (or suspensions) volumes on the order of picoliters in each drop, performing well-defined patterns. Furthermore, it eliminates the use of masks, resulting in reduced costs and material waste. This thesis is dedicated to the field of inkjet technique, specifically for the fabrication of organic field-effect transistors (OFETs), p-type and n-type, and application in a unipolar logic inverter. Printed OFETs used architecture top gate/bottom contact (TG/BC). The semiconductor films were formed by several printed lines on the region of the source and drain electrodes. For p-type OFETs we used poly (3-hexylthiophene ) regio-regular (rr-P3HT) as semiconducting material. The p-type OFETs were fabricated using the four different patterns of deposition of the printer Autodrop. These OFETs showed mobility around 3x10-3 cm2/V.s and Ion/Ioff ratio of the order of 103 for the deposition pattern parallel and perpendicular to source and drain. For the n-type OFETs the semiconductor used was Poly{[N,N\'-bis(2-octyldodecyl)-naphthalene-1,4,5,8-bis(dicarboximide)-2,6-diyl]-alt-5,5\'-(2,2\'-bithiophene)]} (P(NDI2OD-T2)). Among the printed n-type OFETs the best showed mobility around of 10-2 cm2/V.s and Ion/Ioff ratio of the order of 5x102. Both printed OFETs were applied in unipolar digital logic inverters, with gains greater than 1.