Caracterización de las propiedades mecánicas de microestructuras de carbono pirolítico obtenidas mediante la pirólisis de resinas fotosensibles - García Arroyo, Víctor Hugo (My University, 2022)
En el presente trabajo se estableció una metodología de fabricación de microestructuras de carbono pirolítico en una atmósfera inerte de vacío. Siguiendo tal metodología, se fabricó una película de carbono con espesor de 3.3 micrómetros depositada sobre un sustrato de sílica fundida. La anterior película de carbono fue estudiada, junto a muestras generadas por otros grupos de trabajo del Laboratorio de BioMEMS del Instituto de Ingeniería, en distintas pruebas mecánicas y de caracterización morfológica. Se logró caracterizar el módulo de Young y razón de Poisson del carbono pirolítico para las condiciones particulares de pirólisis empleadas, ademas de la adhesión a su sustrato de sílica fundida y sus esfuerzos residuales. También, se describen aspectos morfológicos del material generado como su acabado superficial y el arreglo de su estructura atómica.
Los C-MEMS son dispositivos de dimensiones micrométricas basados en materiales de carbono, los cuales están constituidos por componentes mecánicos y electrónicos. Los C-MEMS han sido especialmente utilizados en aplicaciones biomédicas, donde las características biocompatibles de algunos de los alótropos del carbono con los que se fabrican son deseables y significan una ventaja sobre otros materiales. La técnica de fabricación más utilizada en el desarrollo de estos dispositivos, la fotolitografía de una resina fotosensible seguido de la pirólisis de la misma, implica el uso del carbono pirolítico como material estructural de los C-MEMS. Este es un material que se ha identificado como biocompatible y cuyas propiedades pueden ser modificadas de acuerdo a sus parámetros de fabricación particular. En este sentido, se ha propuesto a la pirólisis como el proceso que mayormente define las características del material resultante. En la literatura, los trabajos de caracterización del carbono pirolítico suelen realizarse para cuando se emplean gases inertes como atmósfera de pirólisis. No obstante, la utilización del vacío como atmósfera inerte y su repercusión en las características del material de carbono no ha sido ampliamente estudiada. El presente trabajo tiene como objetivo el generar microestructuras de carbono pirolítico en una atmósfera inerte de vacío, así como la caracterización de las constantes elásticas del material generado, su adhesión al sustrato empleado y su descripción morfológica.
Keywords: Propiedades mecánicas; Carbono pirolítico; Resina fotosensible; Pirólisis; Adhesión; Módulo de young; C-mems