Caracterización de termoplásticos mediante imbibición capilar en silicio poroso nanoestructurado

LUISA CENCHA; RAÚL URTEAGA; CLAUDIO L. A. BERLI

Santa Fe

Workshop; II Reunión de Microfluídica Argentina; 2015

Los materiales porosos nanoestructurados proporcionan funcionalidades atractivas para ser utilizados en estudios fundamentales, así como en nuevas aplicaciones como la detección biológica o química. Mediante técnicas interferométricas es posible medir el ingreso de un fluido dentro de estos materiales porosos y obtener información de la manera en que diferentes fluidos ingresan a las membranas. En este trabajo se propone una técnica de caracterización optofluídica de un polímero termoplástico utilizando membranas de silicio poroso. Estas membranas se fabricaron mediante un proceso de anodizado electroquímico el cual permite construir multicapas con tamaño de poro y porosidad ajustables. El cambio de las propiedades ópticas del material poroso por el ingreso de un fluido permite caracterizar al fluido que ingresa en la matriz porosa.La evolución de la reflectancia de estas membranas durante el proceso de imbibición con el polímero permitió obtener información sobre parámetros reológicos del polímero a diferentes temperaturas. Para esto se registró el cambio de espesor óptico como función del tiempo que ocurre al embeber la membrana con el termoplástico. A partir del ajuste de los resultados con un modelo fluidodinámico apropiado, se obtuvieron valores de penetratividad (relación entre tensión superficial y viscosidad) que abarcan un rango de casi 5 órdenes de magnitud (Figura). La caracterización del proceso de llenado capilar permite utilizar este termoplástico como soporte para fabricar capas de silicio poroso flexibles con una fracción de poros llenos ajustable.