DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE NANOMATERIALES MEDIANTE INDENTACION INSTRUMENTADA

DIEGO LIONELLO; GERMÁN E. GOMEZ; EDUARDO MARTÍNEZ; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA; MARÍA CECILIA FUERTES

Bariloche

Congreso; XII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2017

Centro Atómico Bariloche

La determinación de las propiedades mecánicas de nanomateriales es un tema complejo y en continuo desarrollo debido a su importancia tecnológica. En particular, se busca comprender el comportamiento frente a la deformación y al rayado de superficies y partículas, y la relación de este comportamiento con su estructura cristalina, porosidad, composición o distribución en una matriz.En este trabajo se presenta la técnica de indentación instrumentada y se muestran ejemplos de caracterización de propiedades mecánicas (módulo elástico, dureza y comportamiento tribológico) de distintos nanomateriales: películas delgadas soportadas de óxidos porosos, nanocables metálicos incluidos en matrices poliméricas y monocristales de MOFs (metal-organic frameworks). Las películas delgadas porosas de óxidos (TiO2 y SiO2) fueron sintetizadas sobre vidrio y silicio combinando el método sol-gel con el autoensamblado de surfactantes [1]. Se depositaron multicapas para obtener espesores del orden de 500 nm y minimizar efectos del sustrato en la determinación de las propiedades mecánicas. Se estudió el efecto de la cristalinidad y la porosidad de las películas en el módulo elástico y la dureza, y se compararon los valores obtenidos con los medidos mediante porosimetría elipsométrica ambiental. Los nanocables de Ag se dispersaron en matrices de polimetilmetacrilato (PMMA) y se depositaron por spin coating formando películas sobre sustratos de vidrio. Estos materiales son conductores eléctricos que pueden ser aplicados en sustratos flexibles y micromaquinados, y por ello es fundamental conocer sus propiedades mecánicas [2]. Se evaluaron los arreglos de nanocables soportados, y se pudieron identificar las propiedades de cables aislados.Finalmente, se optimizó el método de preparación de muestras de MOFs incuidas en resinas, para su caracterización con nanoindentación. Los MOFs estudiados, basados en lantánidos, presentan fotoluminiscencia relacionada con su estructura cristalina y se estudia su utilización como sensores ópticos. Se obtuvieron valores diferentes de módulo elástico para distintas orientaciones de los monocristales incluidos [3].Referencias:[1] G.J.A.A. Soler-Illia, P.C. Angelomé, M.C. Fuertes, D. Grosso, C. Boissière, Nanoscale 4 (2012) 2549[2] E. D Martínez, J. H. Lohr, M. Sirena, R. D. Sánchez, H. Pastoriza, Flex. Print. Electron 1 (2016) 035003. [3] R.F. D?Vries, G.E. Gomez, D.F. Lionello, M.C. Fuertes, G.J.A.A. Soler-Illia, J. Ellena, RSC Advances 6 (2016) 110171.