Super-hidrofilicidad inducida en películas de dióxido de titanio crecidas por arco catódico

MAGALÍ XAUBET; ARIEL KLEIMAN; LEANDRO GIULIANI; ALICIA VERGARA RUBIO; DIANA GRONDONA; ADRIANA MÁRQUEZ

Mar del Plata

Congreso; SAM-CONAMET 2022; 2022

El dióxido de titanio ha sido extensamente investigado debido a sus excepcionales propiedades físicas y químicas que lo convierten en un material atractivo para una gran variedad de aplicaciones. La superhidrofilicidad foto-inducida por luz UV ha despertado el interés en el empleo de películas de TiO2 como superficie anti-niebla o autolimpiante [1]. La preparación de películas de TiO2 ha sido desarrollada por una gran variedad de técnicas. Entre ellas, la deposición por arco catódico (CAD) ha demostrado ser un método eficiente para la producción de películas delgadas uniformes, con buena adhesión al sustrato y alta fotoactividad [2].En este trabajo se prepararon películas delgadas de TiO2 por CAD sobre sustratos de vidrio, y se estudiaron los cambios en su mojabilidad al ser los films expuestos a irradiación de una lámpara UV o a una descarga de barrera dieléctrica (DBD) [3] en aire a presión atmosférica. La mojabilidad fue evaluada a través de mediciones de ángulo de contacto entre la superficie y gotas de agua desionizada. Se analizaron los cambios variando el tiempo de exposición de los films a la DBD y a la lámpara UV. Además, se monitoreó la evolución del ángulo de contacto luego de los tratamientos. Los films también fueron caracterizados por microscopía de fuerza atómica (AFM) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). En la Figura 1 se presentan gráficos para el ángulo de contacto en función del tiempo de tratamiento con la descarga DBD y con la lámpara UV. Puede observarse que la descarga DBD convirtió a los films en superhidrofílicosen tiempos más cortos comparados con los tiempos hallados cuando se empleó la lámpara UV.El ángulo de contacto varió de ~80º a menos de 10º en aproximadamente 30 s con la DBD, mientras que con la lámpara UV se requirieron 30 min. Además, se observó que el tratamiento fue reversible, recuperando los films su estado inicial un cierto tiempo luego de los tratamientos. Este tiempo de recuperación también fue considerablemente menor en el caso de las muestras tratadas con la descarga DBD. Según las imágenes obtenidas por AFM, las superficies de las muestras después de ser tratadas con la DBD cambiaron su morfología, presentando menor tamaño de grano y una rugosidad levemente superior.La rápida disminución del ángulo de contacto, y el corto tiempo de recuperación, hacen que el tratamiento de películas delgadas de TiO2 con descargas DBD sea idóneo para aplicaciones donde se requiera una super-hidrofilicidad reversible y controlable.