Diseño conceptual, la simulación y la producción a nivel de prototipo de microdispositivos [MEMS] del tipo espectrometría de movilidad iónica [IMS]. - Ortiz, Juan José (2013)
El presente trabajo doctoral se inició con el pedido del Ministerio de Justicia y Derechos Humanos de la Nación a investigadores de la Comisión Nacional de Energía Atómica para realizar el "Estudio de Prefactibilidad Técnica-Económica, para el desarrollo de prototipos industriales de olfateadores [sniffers] de drogas y explosivos". En esta tesis se desarrollaron modelos físicos y numéricos de microdispositivos de generación y detección de iones, los mismos fueron fabricados con las tecnologías aplicadas en microsistemas. Dentro de los modelos físicos que se muestran, se destaca un diseño que logra generar iones de forma localizada, esta propuesta resuelve el problema de identificación de especies que se presenta con el método de flujo cruzado estandard aplicado a esta escala. Mediante una generación lobular de iones localizados, se logra una simplificación sustancial del diseño, este dispositivo integra el sistema de ionización y detección en la escala micrométrica, provee mayor control y escalabilidad para la identificación de compuestos. El modelo desarrollado, representa una mejora para la tecnología de detección de iones por el sistema de flujo cruzado. En el presente trabajo, se logró concretar un modelo numérico compatible con el modelo físico, el que describe la trayectoria de las partículas cargadas desde el sistema de ionización lobular localizada, hasta los detectores de iones, la maqueta virtual es de concepción robusta y bajo costo computacional. La misma cuenta con una interfaz de usuario [GUI por sus siglas en inglés] sumamente amigable, totalmente desarrollado con software libre. Suministra una idea clara de diseños futuros. Además se describen los procesos de simulación, fabricación y ensamble de estos modelos. Se incluyen también los sistemas electrónicos de generación de descarga eléctrica pulsada y de medición de cargas eléctricas, junto con esto, se muestra el desarrollo de los elementos que vinculan al microsistema con el medioambiente donde el mismo funciona. Se debe señalar que las distintas partes que conforman el modelo físico de generación y detección localizada de iones, han sido simuladas numéricamente y verificadas experimentalmente, desde los procesos de manufactura hasta el funcionamiento del dispositivo completo, pasando por la simulación mecánica y electrónica de cada uno de los elementos constitutivos. Finalmente se realizó un análisis de los resultados obtenidos por los modelos presentados y propuestas de trabajos futuros.