Autoensamblado de nanogotas a partir de grillas metalicas

PABLO RAVAZZOLI; CUELLAR, INGRITH; GONZÁLEZ, ALEJANDRO G.; DIEZ, JAVIER A.

Buenos Aires

Congreso; Reunión de Fluidos 2018; 2018

UBA

Estudiamos los patrones de gotas nanométricas generados a partir de grillas metálicas cuadradas sobre sustrados de SiO2. Estas grillas están compuestas por tiras cruzadas de Ni de sección trasversal rectangular con ancho de 162 nm y alturas entre 5 y 20 nm [1]. Las diferentes grillas poseen distancias características entre las tiras, Lg, que dieren para cada experimento entre 600 y 1800 nm. Posteriormente, el sistema es irradiado con pulsos láser de corta duración (20 ns). Durante este periodo el metal pasa a estado líquido y se produce el demojado del Ni sobre el sustrato. Subsecuentemente, hay una retracción de cada uno de los lados de la grilla que cambia la sección transversal de los nanofilamentos y reduce su ancho a un nuevo valor w. El proceso conduce a una serie de rupturas y generación de nanogotas. Esta evolución guarda notable similaridad con la observada en grillas de filamentos líquidos de PDMS a escala macrométrica. Los patrones de nanogotas resultantes son regulares y bidimensionales. El parámetro de aspecto característico del sistema es el número adimensional delta = Lg/w. A través del muestreo de más de mil filamentos, se encuentra que para cada delta existe un número determinado final de gotas, n.Para el análisis de los resultados experimentales se consideran dos modelos teóricos. El primero plantea la conservación de la masa antes y después de que las grillas sean irradiadas por los pulsos láser. El segundo tiene en cuenta los procesos de retracción del filamento que requieren un balance entre los gradientes de presión en la zona del cuello y las fuerzas viscosas debidas a flujos de Stokes [2]. El contraste de los modelos con los resultados experimentales muestra que el primero es una aproximación más cruda y que el segundo es más apropiado para determinar la zonas de delta que conducen a un número dado de gotas.[1] N. A. Roberts, J. D. Fowlkes, K. Mahady, S.Afkhami, L. Kondic, and P. D. Rack, ACS Appl. Mater.Interfaces 5, 4450 (2013).[2] I. Cuellar, P. D. Ravazzoli, J. A. Diez, and A. G. González, Phys. Fluids 29, 102103 (2017).