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Title: Caracterização de imagens de microscopia de força atômica utilizando processamento de imagens.
Authors: Pithan, Sérgio Luiz da Silva
metadata.dc.contributor.advisor: Bianchi, Andrea Gomes Campos
Keywords: Microscopia de força atômica
Caracterização de imagens
Imagens digitais
Issue Date: 2011
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: PITHAN, S. L. da S. Caracterização de imagens de microscopia de força atômica utilizando processamento de imagens. 2011. 97 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: Neste trabalho utilizamos a análise da topologia e da morfologia de filmes finos e relatamos o uso da teoria de escala dinâmica, análise fractal e densidade espectral de potência no estudo das fases de crescimento de filmes finos de polímeros polianilina/poli(ácido sulfônico vinílico) - PANI/PVS. Os filmes foram depositados sobre substratos de vidro pela técnica de automontagem camada a camada (Layer-by-Layer LbL) e caracterizados por microscopia de força atômica AFM (Atomic Force Microscopy). Foram desenvolvidos algoritmos e softwares próprios para medidas da rugosidade e dimensão fractal utilizando métodos uni e bidimensionais. Além disso, realizamos uma comparação quantitativa entre os métodos de rugosidade por meio da definição de superfícies teóricas com rugosidade conhecida. As características determinadas a partir da superfície de filmes finos nos permitiram determinar a influência da concentração da solução, do número de bicamadas e do tempo de imersão na formação do filme fino polimérico. Os resultados das curvas de rugosidade obtidos para os filmes finos mostraram que as superfícies são auto-afins e evidenciaram também a existência de dois processos de crescimento, o primeiro para valores de comprimento menores que a dimensão característica e o segundo para valores de comprimento maiores. Tais comportamentos podem ser atribuídos a região interna e externa dos agregados e podem auxiliar na investigação dos processos de formação de filmes finos. Logo a determinação das características morfológicas dos filmes poliméricos é uma ferramenta a mais, para a escolha do filme com melhores respostas na fabricação e na detecção da concentração de gases, principalmente o NH3.
metadata.dc.description.abstracten: In this work we use the topology and morphology analysis of digital images and report the use of dynamic scaling theory, fractal analysis and power spectral density in a study of the growth stages of polyaniline/poly(vinyl sulfonic acid) polymer thin films - PANI/PVS. The films were deposited on glass substrate by self-assembly technique layer-by-layer (LbL) and characterized with atomic force microscopy (AFM). We develop algorithms and softwares suitable for measurement of surface roughness and fractal dimension using one and two dimensional methods. In addition, we performed a quantitative comparison between the methods by defining roughness of surface known theoretically. Characteristics determined from the surface of thin films have enabled us to determine the influence of solution concentration, the number of bilayers and time of immersion in film formation. The results of roughness curves obtained for thin films showed that the surfaces are self-affine, and also revealed the existence of two growth processes, the first for small values of characteristic dimension and the second for scale length larger than the average diameter. Such behavior may be attributed to internal and external region of aggregates and still may help the investigation of film formation. Therefore the determination of morphology of polymer films is a tool for choosing the most appropriate film to be used industrially in detecting the concentration of gases, mainly NH3.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2812
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