Análisis de hidrofilicidad de sílica-gel utilizando la técnica de “speckle laser”

C. I. CABELLO, G. BERTOLINI, S. AMAYA, R. ARIZAGA, M. TRIVI,

Tandil, Buenos Aires, Argentina

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

Asociación Físicoquimica Argentina

Cuando un haz de luz laser  ilumina la superficie rugosa de un objeto, se observa un diagrama de interferencia aleatorio denominado “speckle” [1]. Si la superficie del objeto no permanece rígida presentando algún tipo de movimiento local, el diagrama de speckle evoluciona con el tiempo. Este fenómeno, más conocido como “speckle dinámico”, es característico de especies biológicas [1]. Sin embargo, este efecto también puede ser observado en procesos industriales no-biológicos como el secado de pinturas, la corrosión y el intercambio de calor [2,3]. La apariencia visual del diagrama de speckle es similar a la de un líquido en ebullición. La actividad tiene lugar cuando la muestra en estudio cambia sus propiedades debido al movimiento de centros de “scattering”, cambios en el paso óptico debido a las variaciones del índice de refracción ó una combinación de estos fenómenos. Dicho comportamiento puede ocurrir también durante el  proceso de absorción de agua de compuestos oxídicos porosos. En este contexto, la sílica-gel es un material cerámico químicamente inerte y poroso el cual se obtiene como producto de un proceso sol-gel [4]. Dichos materiales tienen importancia como aislantes térmicos; soportes de catalizadores ó de compuestos funcionales para aplicaciones químicas, electrónicas y ópticas. Sin embargo, las aplicaciones prácticas resultan limitadas debido a dos propiedades: la fragilidad y la higroscopicidad por la cual absorben la humedad del ambiente conduciendo al colapso de la estructura debido a fuerzas capilares desarrolladas en los poros. El presente trabajo muestra la aplicación del “speckle dinámico” al análisis de la hidrofilicidad de sílica-gel comercial con diferentes propiedades texturales como área superficial y volumen de poros. Los resultados experimentales muestran la evolución temporaria de los diagramas de “speckle” de los materiales elegidos durante el proceso de absorción de agua. Paralelamente y a efectos comparativos, se muestran los diagramas obtenidos por termogravimetría (TGA) para las muestras en estudio luego del contacto con agua. El trabajo realizado muestra que la técnica “speckle” ofrece una comparación efectiva entre varios productos y se puede considerar un método alternativo para el estudio de materiales porosos de interés como absorbentes ó soportes de catalizadores.   Referencias [1] Y. Aizu, T. Asakura « Biospeckle », Trends in Optics, A. Consortini, Ed., Chap. 2 (Ac. Press, San Diego, 1996). [2] R. Arizaga, M. Trivi, H. Rabal, Optics Laser Tech., 1999, 31, 163-169. [3] R. Arizaga, N. Cap, H. Rabal, M. Trivi, Optical Eng., 2002, 41, 287-294. [4] N. Husing, U. Shubert, Angew. Chem., Int. Ed. Engl.,1998, 37, 22-45.