Microreología por dispersión de luz en sistemas coloidales

MARCOS FERNÁNDEZ-LEYES; HERNÁN RITACCO

Conferencia; V Encuentro Argentino de Materia Blanda; 2014

INIFTA-CONICET

Las propiedades reológicas de fluidos tanto en sistemas 3D (volumen) como en 2D (interfaces) juegan un rol crucial en muchos sistemas y aplicaciones. En las industrias de alimentos, de pinturas, de cosmética, química y hasta en la recuperación asistida de petróleo, se usan fluidos complejos y tecnologías que dependen fuertemente de la comprensión del flujo de dichos fluidos.  Por ejemplo, en la estabilización o desestabilización de sistemas dispersos como espumas, emulsiones y microemulsiones donde la viscoelasticidad interfacial es un parámetro central para entender las propiedades de estos sistemas. Incluso en los sistemas biológicos, la reología interfacial juega un rol crucial en fenómenos como la estabilidad de membranas y los procesos de adhesión. Las técnicas de seguimiento de partículas (particle tracking) han demostrado ser un método poderoso para la medición de las propiedades reológicas de fluidos tanto en volumen como en interfaces gas-líquido o líquido-líquido. En general las técnicas de particle tracking involucran la introducción de micro-partículas sonda, que se mueven de forma activa (por ejemplo usando partículas magnéticas y campos magnéticos aplicados) o de forma pasiva: movimiento browniano (agitación térmica). En este último caso, el seguimiento (tracking) de la partícula mediante técnicas de dispersión de luz (1) o recientemente de microscopía óptica (2), permite medir el desplazamiento cuadrático medio de la micropartícula, movimiento dependiente de las propiedades reológicas del fluido. A partir del desplazamiento cuadrático medio obtenido experimentalmente, y aplicando la ecuación de Stokes-Einstein Generalizada, es posible obtener los módulos elástico y viscoso del fluido. En este trabajo se ha adaptado un equipo de dispersión de luz dinámica para realizar microreología en volumen utilizando micropartículas sonda de latex de poliestireno de 600 nm. Usando este equipo hemos medido la viscoelasticidad en sistemas coloidales formados por tensoactivos en función de la concentración, demostrando la sensibilidad de las técnicas de microreología frente a las técnicas convencionales.   Además presentamos el desarrollo de un reómetro de particle tracking usando una cámara CCD rápida acoplada a un microscopio óptico y técnicas computacionales de seguimiento de partículas. Se presentan resultados experimentales en un sistema modelo utilizando el dispositivo desarrollado.