SISTEMA DE ACIONAMENTO E AQUISIÇÃO DE DADOS DE UM MICROSCÓPIO DE FORÇA ATÔMICA EM MACROESCALA
author(s): Ishida WG, Dornellas MP, Bock EGP, Martins HM,Tuselli JMG
Um microscópio de força atômica (MFA ou do inglês, AFM- atomic force microscope) funciona por meio de indução de uma agulha de precisão nanoscópica a um movimento oscilatório na direção do material de prova, de modo que a aproximação da agulha registra coordenadas e produz uma imagem digital da superfície. Por tratar-se de um instrumento eletrônico de medição de alta precisão, sua complexidade exige um alto custo de aquisição de seus componentes e seu uso se limita a pessoal treinado. Uma aplicação educacional do MFA torna acessível para a classe estudantil o primeiro contato com essa tecnologia, operando com amostras em macroescala, visíveis ao olho nu. Isso permite a redução dos custos do equipamento e cria uma forma didática de avaliação da qualidade na produção experimental da imagem. Foi consultada a literatura a respeito de seu funcionamento e estudadas alternativas para embasamento teórico do projeto, conseguindo-se um alcance de medição numa área de 50 mm por 50 mm com resolução de 1 mm, tempo de cobertura de área total de aproximadamente 16 minutos. Precisão de amplitude de 1 mm dada pelo sensor time of flight no eixo vertical. Tempo de 200 ms por coordenada z. Passo = 10 ms (deslocamento) + 10 ms (estacionário) + 180 ms (leitura precisa). Este trabalho fornece o desenho e a teoria utilizada na confecção dos sistemas de acionamento e sensoriamento do macro-MFA, bem como os resultados experimentais. Os resultados mostraram que esta é uma alternativa viável para a Introdução no estudo de nanotecnologia e é uma alternativa promissora para uso acadêmico.
KEYWORDS: AFM, macroescala, educacional, nanotecnologia, MFA, Arduino.