Identificación de los patrones topográficos que modifican la condición de mojabilidad de las superficies de materiales compuestos

FUENTES, N. AND FAVRET, E.

Mar del Plata, Argentina

Congreso; Congreso Binacional SAM/CONAMET 2005 - MEMAT 2005; 2005

SAM-CONAMET-NEMAT

La caracterización de la topografía y condiciones de rugosidad de las superficies de materiales compuestos ha recibido una creciente atención en los últimos años debido al empleo, cada vez más difundido, de dichos materiales en aplicaciones biológicas,  náuticas y aeroespaciales. Desde el punto de vista de los biomateriales,  se ha encontrado que una superficie con características hidrofílicas favorece la formación de osteocitos evitando así el rechazo de las prótesis por parte del organismo humano. En el caso particular de las aplicaciones náuticas,  una superficie con características hidrofóbicas permite un menor rozamiento de las partes expuestas al agua favoreciendo el desplazamiento de las naves. En materia aeroespacial es necesario una muy buena mojabilidad de aquellas superficies sobre las cuales deberán aplicarse adhesivos para  unir piezas destinadas a  satélites y aeronaves. Es en este contexto que se han realizado una serie de estudios sobre diversas superficies de materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio y fibras de carbono, a los cuales se les ha dado una topografía base al fabricarlos. Dicha topografía fue luego modificada superponiendo distintos patrones superficiales y confiriéndole rugosidades particulares mediante medios mecánicos (corte, punzonado, desbaste) y físicos (deposición de partículas). Las diversas superficies han sido analizadas mediante el empleo de técnicas de caracterización por imágenes (RIMAPS y Variograma) a partir de observaciones realizadas con microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron Microscope – SEM). En este trabajo se presentan los resultados de la técnica RIMAPS (Rotated Image with Maximum Average Power Spectrum) que permite obtener las direcciones topográficas principales de las superficies observadas y asimilar la topografía a formas geométricas ideales que simplifican la descripción de las mismas. Por su parte, el método de Variograma permite conocer las longitudes de escala típicas que caracterizan cada topografía estudiada. Los resultados obtenidos permiten concluir que para superficies con patrones topográficos que poseen dimensiones características superiores a los 100mm prevalece la condición de hidrofilicidad. Por debajo de los 100mm y hasta 1mm se presentan casos donde las gotas de fluidos se depositan sobre la superficie manteniendo una forma casi esférica que impide un mojado total de la misma. Por debajo de 1mm y en el rango nanoscópico prevalece la condición de superficie hidrofóbica.