Caracterización de materiales nanoporosos mediante procesamiento de imágenes TEM

YELPO V.; CORNETTE V.; CASTILLO, M.L.; LÓPEZ, R.H.

La Plata

Congreso; 102ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2017

El estudio y diseño de nuevos materiales, con propiedades específicas, es de interés en muchos campos de la ciencia y aplicaciones tecnológicas. En los últimos años los carbones nano-estructurados han sido de interés para los investigadores debido a sus propiedades fisicoquímicas, que son de gran utilidad en aplicaciones de adsorción y catálisis. La caracterización de las propiedades estructurales de nanomateriales porosos es un tópico de gran interés, especialmente en la aplicación de estos materiales en la problemática medioambiental, por ejemplo secuestro de CO2 y la separación de gases como CO2/N2, CO2/CH4, etc. Una de las características físicas más importantes de un sólido poroso, en estudios de adsorción, es la distribución de tamaño de poros (PSD). El conocimiento de la PSD es particularmente importante dado que determina el tamaño de las moléculas que pueden ser adsorbidas, selectividad en separación de gases y reacciones, etc. Esta información es tradicionalmenteobtenida con métodos de adsorción tales como adsorción de N2 y Ar. Para aplicar estos datos, isotermas teóricas tienen que ser obtenidas y contrastadas con los datos experimentales para obtener la distribución de tamaño de poros. Actualmente es habitual caracterizar estos materiales usando bancos de isotermas monoporos de adsorción (Estos bancos son la clave para una correcta y completa caracterización) simuladas ya sea por Monte Carlo u obtenidas por teoría del funcional de la densidad (NLDFT, QSDFT, etc.) utilizando potenciales simplicados que pueden llevar a interpretaciones incorrectas. De lo mencionado anteriormente surge la necesidad de desarrollar nuevas técnicas que permitan obtener las PSD de una forma alternativa a la simulación o aproximaciones teóricas.Recientemente se han aplicado técnicas de procesamiento de imágenes para caracterizar supercies de grafeno para obtener características texturales de estos. Por los motivos anteriormente expuestos se desarrolló un métodoque permite, a partir de una dada imagen TEM, obtener la distribución de tamaño de poros y así lograr una mejor caracterización del material bajo estudio. Para el análisis de la imagen se utilizó el software acceso libre Imagejcon este se realiza una estadista del diámetro de los mesoporos de un material cmk-3 y así se obtiene la PSD del mismo.