AUTOENSAMBLADO DE GOTAS A PARTIR DE GRILLAS NANOMÉTRICAS METÁLICAS

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

La Plata

Workshop; Nano Y-Tec 2018; 2018

TPF

Se hace uso de grillas cuadradas de tiras nanométricas de nickel sobre substratos de óxido de silicio (Fig. 1a), las que luego son irradiadas por una secuencia de pulsos láseres de nanosegundos de duración a fin de derretir el metal. Durante el tiempo de vida líquida del nickel, éste retrae su línea de contacto ya que moja parcialmente al substrato, de forma tal que cada uno de los lados del cuadrado da lugar a filamentos más cortos con sección transversal de casquete cilíndrico (Fig. 1b). Luego de una serie de rupturas, éstos evolucionan en estructuras de gotas regulares (Fig. 1c), cuyos tamaños y distancias relativas se pretende analizar. Por medio de un estudio estadístico de un número grande de estos filamentos para differentes tamaños de grilla y de espesor de las tiras, se pudo parametrizar al número modal de gotas que surge de cada filamento en función de la relación de aspecto entre el tamaño de la grilla y el ancho del casquete cilíndrico. A partir de balances de masa y cantidad de movimiento, desarrollamos un modelo hidrodinámico que da cuenta de la evolución temporal del proceso de demojado y la posterior ruptura de dichos filamentos. Este modelo nos permite predecir el número total de gotas, su tamaño y distancia relativa, los cuales se comparan satisfactoriamente con los datos experimentales.