Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Figura de respiración autoensamblable

Esquema (abajo) y micrografías electrónicas (arriba) del crecimiento de una película de poliestireno en forma de panal mediante autoensamblaje de figuras de respiración. Imágene...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Esquema (abajo) y micrografías electrónicas (arriba) del crecimiento de una película de poliestireno en forma de panal mediante autoensamblaje de figuras de respiración.
Imágenes SEM de patrones variados creados a través de un enfoque de figura de respiración adaptada.[1]
Membrana de filtro de agua preparada mediante autoensamblaje de figuras de respiración, vista en diferentes etapas de síntesis y aumentos. El material de la membrana es una mezcla de poli(óxido de fenileno) y nanopartículas de sílice.

El autoensamblaje de figuras de aliento es el proceso de autoensamblaje de la formación de patrones de polímeros a escala microscópica en forma de panal mediante la condensación de gotas de agua. "Figura de aliento" se refiere a la niebla que se forma cuando el vapor de agua entra en contacto con una superficie fría. [1] [2] [3] En la era moderna, Aitken [4] [5] y Rayleigh [6] [7] , entre otros, llevaron a cabo un estudio sistemático del proceso de condensación de agua de las figuras de aliento . Medio siglo después , el interés en la formación de figuras de aliento se reavivó con vistas al estudio de los procesos atmosféricos y, en particular, el estudio extendido de la formación de rocío que resultó ser un proceso físico complicado. Beysens llevó a cabo el estudio experimental y teórico de la formación de rocío. [8] [9] [10] Los aspectos termodinámicos y cinéticos de la formación de rocío, que son cruciales para la comprensión de la formación de patrones de polímeros inspirados en figuras de aliento, se abordarán con más detalle.

Un gran avance en la aplicación de los patrones de figuras de aliento se logró en 1994-1995 cuando Widawski, François y Pitois informaron sobre la fabricación de películas de polímero con una morfología de panal autoorganizada y a microescala utilizando el proceso de condensación de figuras de aliento . [11] [12] El proceso informado se basó en las soluciones de polímero rápidamente evaporadas sometidas a humedad. [13] [ 14] [15] La introducción a las técnicas experimentales involucradas en la fabricación de superficies microestampadas se proporciona en la referencia 1; la imagen que representa un patrón de panal típico inspirado en figuras de aliento se muestra en la Figura 1.

Los principales procesos físicos involucrados en el proceso son: 1) evaporación de la solución de polímero; 2) nucleación de gotas de agua; 3) condensación de gotas de agua; 4) crecimiento de gotas; 5) evaporación de agua; 6) solidificación del polímero dando lugar al patrón microporoso final. [16] Esta técnica experimental permite obtener patrones de superficie de panal de abeja bien ordenados y jerárquicos. [13] [16] Se explotaron con éxito diversas técnicas experimentales para la formación de patrones inducidos por autoensamblaje de figuras de respiración, incluyendo el drop-casting, el dip-coating y el spin-coating . [2] [15] También se han desarrollado técnicas adaptadas para lograr morfologías de patrones variadas y diseños jerárquicos. [17] La ​​dimensión característica de los poros suele estar cerca de 1 μm, mientras que la dimensión lateral característica de los patrones a gran escala es de ca. 10–50 μm. [2]

Véase también

Referencias

  1. ^ Rodríguez-Hernández, Juan; Bormashenko, Edward (2020). Figuras de respiración: mecanismos de modelado multiescala y estrategias para la fabricación y aplicaciones de superficies porosas funcionales microestructuradas. Cham: Springer International Publishing. doi :10.1007/978-3-030-51136-4. ISBN 978-3-030-51135-7. Número de identificación del sujeto  221372777.
  2. ^ abc Yabu, Hiroshi (2018). "Fabricación de películas de panal mediante la técnica de figuras de aliento y sus aplicaciones". Ciencia y tecnología de materiales avanzados . 19 (1): 802–822. Bibcode :2018STAdM..19..802Y. doi : 10.1080/14686996.2018.1528478 . Icono de acceso abierto
  3. ^ Zhang, Aijuan; Bai, Hua; Li, Lei (2015). "Breath Figure: Un método de preparación inspirado en la naturaleza para películas porosas ordenadas". Chemical Reviews . 115 (18): 9801–9868. doi :10.1021/acs.chemrev.5b00069. PMID  26284609.
  4. ^ Aitken, John (1893). "Breath Figures" (PDF) . Actas de la Royal Society de Edimburgo . 20 : 94–97. doi :10.1017/S0370164600048434.
  5. ^ Aitken, John (1911). "Figuras de respiración". Nature . 86 (2172): 516–517. Código Bibliográfico :1911Natur..86..516A. doi :10.1038/086516a0. S2CID  3984200.
  6. ^ Rayleigh, Lord (1911). «Figuras de respiración». Nature . 86 (2169): 416–417. Código Bibliográfico :1911Natur..86..416R. doi : 10.1038/086416d0 .
  7. ^ Rayleigh, Lord (1912). «Figuras de respiración». Nature . 90 (2251): 436–438. Código Bibliográfico :1912Natur..90..436R. doi : 10.1038/090436c0 .
  8. ^ Beysens, D.; Steyer, A.; Guenoun, P.; Fritter, D.; Knobler, CM (1991). "¿Cómo se forma el rocío?". Transiciones de fase . 31 (1–4): 219–246. Código Bibliográfico : 1991PhaTr..31..219B. doi : 10.1080/01411599108206932.
  9. ^ Beysens, D. (1995). "La formación del rocío". Atmospheric Research . 39 (1–3): 215–237. Código Bibliográfico :1995AtmRe..39..215B. doi :10.1016/0169-8095(95)00015-j.
  10. ^ Beysens, Daniel (2006). "Nucleación y crecimiento del rocío". Cuentas Rendus Physique . 7 (9–10): 1082–1100. Código Bib : 2006CRPhy...7.1082B. doi :10.1016/j.crhy.2006.10.020.
  11. ^ Widawski, Gilles; Rawiso, Michel; François, Bernard (1994). "Morfología de panal autoorganizado de películas de poliestireno con polímero en estrella". Nature . 369 (6479): 387–389. Bibcode :1994Natur.369..387W. doi :10.1038/369387a0. S2CID  4349235.
  12. ^ François, Bernard; Pitois, Olivier; François, Jeanne (1995). "Películas de polímeros con una morfología de panal autoorganizada". Materiales avanzados . 7 (12): 1041–1044. Código Bibliográfico :1995AdM.....7.1041F. doi :10.1002/adma.19950071217.
  13. ^ ab Bunz, UHF (2006). "Figuras de respiración como método de creación de plantillas dinámicas para polímeros y nanomateriales". Materiales avanzados . 18 (8): 973–989. Código Bibliográfico :2006AdM....18..973B. doi :10.1002/adma.200501131. S2CID  97676449.
  14. ^ Muñoz-Bonilla, Alexandra; Fernández-García, Marta; Rodríguez-Hernández, Juan (2014). "Hacia superficies poliméricas porosas funcionales ordenadas jerárquicamente preparadas mediante el enfoque de figuras de aliento". Progress in Polymer Science . 39 (3): 510–554. doi :10.1016/j.progpolymsci.2013.08.006. hdl : 10261/98768 .
  15. ^ ab Bormashenko, Edward (2017). "Autoensamblaje de figuras de respiración, un método versátil para fabricar membranas y estructuras porosas: aspectos físicos, químicos y tecnológicos". Membranas . 7 (3): 45. doi : 10.3390/membranes7030045 . PMC 5618130 . PMID  28813026. 
  16. ^ ab Srinivasarao, Mohan; Collings, David; Philips, Alan; Patel, Sanjay (2001). "Matriz tridimensional ordenada de burbujas de aire en una película de polímero". Science . 292 (5514): 79–83. Bibcode :2001Sci...292...79S. doi :10.1126/science.1057887. PMID  11292866. S2CID  17807475.
  17. ^ Dent, Francis J.; Harbottle, David; Warren, Nicholas J.; Khodaparast, Sepideh (12 de abril de 2023). "Explotación de la reversibilidad de la figura de la respiración para la modulación de patrones in situ y el diseño jerárquico". Materia blanda . 19 (15): 2737–2744. doi : 10.1039/D2SM01650H . ISSN  1744-6848. PMC 10091834 . PMID  36987660. 
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Autoensamblaje_de_figuras_de_respiración&oldid=1220446033"