Mojabilidad superficial de recubrimientos nanoporosos de óxido de aluminio sintetizados por oxidación anódica

JONATHAN M. SCHUSTER; MARÍA L. VERA; FLORENCIA A. BRUERA; ALICIA E. ARES

Posadas

Jornada; 3º JORNADAS CIENTÍFICAS INSTITUTO DE MATERIALES DE MISIONES; 2021

Instituto de Materiales de Misiones

La mojabilidad es una propiedad superficial de los materiales sólidos en contacto con un líquido, que depende de las interacciones intermoleculares entre las moléculas superficiales de ambas sustancias y del medio que los rodea (generalmente vapor). Para cuantificar la mojabilidad de un líquido determinado sobre una superficie sólida, en general se recurre a la determinación del ángulo de contacto (AC), este último se obtiene depositando una gota del líquido sobre la superficie y midiendo el ángulo que forma la interfaz líquido-vapor con la interfaz sólido-vapor en el punto de contacto de las tres fases (sólido-vapor-líquido). Un menor ángulo de contacto corresponde a una mayor mojabilidad. Las películas nanoestructuradas de óxido de aluminio anódico (OAA) pueden presentar una mojabilidad diferente de acuerdo a su aplicación como catalizadores, biosensores, biomateriales y en especial en tecnologías de microfluidos y gotas, debido a sus propiedades morfológicas fácilmente ajustables. La morfología de estas películas, definidas por el grado de ordenamiento de la matriz de poros, el diámetro de poro, la distancia interporo, la densidad de poro, la porosidad y el espesor, puede modificarse en función de los parámetros de síntesis anódica como la naturaleza, la concentración y la temperatura del electrolito, el voltaje y el tiempo de anodización. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el ángulo de contacto del agua (líquido polar) y del diyodometano (apolar) de los recubrimientos de OAA, sintetizados a partir de la aleación AA 1050 (99,5 % Al) en ácido oxálico a diferentes concentraciones (0,3 y 0,9 M), temperaturas (20, 30 y 40 °C) y voltajes (30, 40 y 60 V). Además, se propone relacionar los diferentes AC obtenidos con las características morfológicas de los óxidos sintetizados. En total se obtuvieron 18 tipos de probetas. Para la síntesis de las nanoestructuras se preparó superficialmente el sustrato AA 1050 mediante las etapas sucesivas de desbaste, pulido, electropulido y ataque químico. Luego se realizaron anodizaciones en dos pasos iguales de 1 h cada una. La determinación de los parámetros morfológicos se realizó mediante microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. Se midió el ángulo de contacto mediante la técnica de la gota sésil utilizando gotas de 2 𝜇𝐿. Los valores de AC para el agua variaron entre 43º y 108º (rango de 65º) mientras que los de diyodometano lo hicieron entre 20º y 74º (rango de 54º). La amplitud del rango de ángulos de contacto demuestra una gran potencialidad y versatilidad de este tipo de recubrimientos para ser adaptados a los requerimientos de mojabilidad según su aplicación.