Ur tantak eta polimero arrunten gainazalak

Itxasne Azpitarte eta Leire Ruiz-Rubio

Aire hezearekin kontaktuan dagoen gainazal hotz batean kondentsatzen diren ur tanta antolatuek sortzen duten egiturari, lurrun-irudia deritzo. Lurrun-irudi hauek gainazalak egituratzeko txantiloi bezala erabili daitezke. Horrela, ordena handiko film porotsuak edo abaraska egituradun filmak lor daitezke.
ur tantak eta nanoegiturak

1. irudia: Aire hezearekin kontaktuan dagoen gainazal hotz batean kondentsatzen diren ur tanta antolatuek sortzen duten egiturari, lurrun-irudia esaten zaio. Lurrun-irudiak 1911. urtean Lord Rayleigh fisikariak aztertu zituen lehen aldiz, beiraz egindako gainazal garbi batean, sugar fin batekin igaro ondoren, hezetasuna nola kondentsatzen zen behatzean.

Lurrun-irudiekin eratu daitezkeen mintz polimeriko nano eta mikroporodunak, oso interesgarri bilakatu dira bioteknologia, optoelektronika eta ingeniaritza arloetan dauzkaten aplikazioengatik. Aplikazio hauetan erabiltzen diren material porodunak, orokorrean, fotolitografian oinarritutako prozesu luze eta garestiekin lortzen dira. Horregatik, polimeroz egindako gainazal nanoporotsuak teknika erraz eta merke honen bitartez ere lor daitezkeela frogatu nahi da.

Ikerketaren helburua

Lan honetan, lurrun-irudiak erabiliz polimero arruntez egindako gainazal nanoporotsuen eraketa aztertu da. Hau da, gainazal polimerikoen lurrun bidezko nanoegituraketan aldagai ezberdinek duten eragina aztertzea, hala nola, polimeroa, disolbatzailea, disoluzioaren kontzentrazioa eta hezetasuna.

Gainazal hauek sortzeko, hezetasun handiko ganbara batean, disoluzio polimerikozko tanta bat substratu baten gainean kokatzen da. Disoluzio tanta horretatik polimeroz egindako gainazal nanoegituratua nola eratzen den. Lehenik, disoluzioaren disolbatzailea lurruntzen hasten da, tantaren tenperatura jaitsiz. Hezetasun handiko ingurunea dugunez, ur tanta txikiak kondentsatzen dira disoluzioaren gainean. Polimeroa ur tanta horien inguruan jarriko da, hauek egonkortuz eta beraien artean elkartzea ekidinez. Ondoren, egonkortutako ur tanta hauek disoluzioaren barnean sartuko dira eta elkarren ondoan hexagonalki paketatzen joango dira. Disolbatzaile guztia lurruntzean, polimeroz osatutako gainazal nanoporotsua geratuko da.

2. irudia: Gainazal polimeriko porotsuaren eraketaren faseak.

2. irudia: Gainazal polimeriko porotsuaren eraketaren faseak.

Ondorioak eta emaitzak

Gainazalen hauen eraketan parametro ezberdinek duten eragina aztertzeko, polimero, disolbatzaile, hezetasun eta kontzentrazio ezberdinekin saioak burutu dira.

3. irudia_ Saio ezberdinetan eratutako gainazal polimeriko porotsuak.

3. irudia_ Saio ezberdinetan eratutako gainazal polimeriko porotsuak.

Aukeratutako polimeroak poliestirenoa (PS) eta polimetilmetakrilatoa (PMMA) izan dira. PS-rekin lortutako gainazal porotsuak, PMMA-rekin lortutakoak baino askoz erregularragoak direla ikusi da. Emaitza hau polimeroen egitura kontuan hartuz azal daiteke. Izan ere, PS-ak izaera ezpolarragoa du, ondorioz, polimeroaren disoluzio gainean kondentsatzen diren ur tantak hobeto egonkortzen ditu.

Disolbatzaile bezala kloroformoa (CHCl3) eta tetrahidrofuranoa (THF) erabili dira. THF-arekin egindako saioetan kloroformoarekin egindakoetan baino poro banaketa erregular eta uniformeagoa lortu da. Izan ere, THF-a lurrunkorragoa izanik, disoluzioaren tenperatura azkarrago jaisten da eta ur tantak bakarka kondentsatu eta egonkortzen dira. Kloroformoa geldoago lurruntzean aldiz, ur tantak elkartu eta poro handiak eta sakabanatuak eratzen dira.

Hezetasunak poroen tamainan izan duen eragina PS-ren kasuan bakarrik aztertu ahal izan da, PMMA-ren kasuan lortutako poroen itxura irregularra dela eta. Horrela, ikusi da hezetasun handiagoko atmosferan lortutako poroak handiagoak direla, baina lortutako poro tamainaren banaketa nahiko zabala da kasu batzuetan.

Azkenik, kontzentrazioak poro-tamainan duen eraginari dagokionez, bi egoera aipa daitezke. Alde batetik, kontzentrazio handieneko disoluzioen kasuan, kontzentrazioa handitzen doan neurrian poroen tamaina txikitzen doa. Bestalde, kontzentrazio baxuetan kontrako joera behatu da, hau da, poro-tamaina kontzentrazioarekin batera handitu da.

Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Artikuluaren izena: Lurrun-irudiak: ur tantek, nola nanoegituratu ditzakete polimero arrunten gainazalak?
  • Laburpena: Lan honetan, lurrun-irudien teknikaren bidezko abaraska itxurako gainazal polimeriko porotsuen eraketa aztertu da. Bere sinpletasunari esker, teknika hau matrize polimerikoetatik film porotsu eta homogeneoak lortzeko teknika oparoenen artekoa da. Gainazal hauek aplikazio ugari dituzte biosentsore edo banaketa mintz bezala.
  • Egileak: Itxasne Azpitarte eta Leire Ruiz-Rubio
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
  • ISSN: 0214-9001
  • Orrialdeak: 163-179

—————————————————–
Egileez: Itxasne Azpitarte eta Leire Ruiz-Rubio, UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko irakasleak dira eta Kimika Fisikoa Saileko ikertzaileak.
—————————————————–
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

ekaia aldizkaria 27. alea

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>