Microreología por Particle Tracking en volumen y en interfaces fluidas

MARCOS FERNÁNDEZ-LEYES; H. RITACCO

Tandil

Congreso; 99a Reunión Nacional de Física de la Asociacion Física Argentina; 2014

UNCPBA

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 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 o de microscopía óptica, permite medir el desplazamiento cuadrático medio de la micropartícula, movimiento dependiente de las propiedades reologicas 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 presentamos el desarrollo de un reómetro interfacial de particle tracking usando microscopía óptica, una cámara CCD rápida acoplada y técnicas computacionales de seguimiento de partículas. Se presentan resultados experimentales en un sistema modelo utilizando el dispositivo desarrollado. Por otro lado, 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 una serie de tensoactivos no iónicos en función de la concentración, demostrando la sensibilidad de las técnicas de microreología frente a las técnicas convencionales.