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Sin el uso de disolventes, investigadores del Instituto MESA+ de la Universidad de Twente, la Universidad Tecnológica de Riga y la Facultad de Ingeniería Química de la Vrije Universiteit Brussel han conseguido disponer partículas extremadamente pequeñas (de 10 µm a 500 nm) de 10 a 100 veces más delgado que un cabello humano) en una capa delgada.
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Los métodos habituales basados en soluciones cristalizantes no son tan versátiles como nos gustaría. Además, los métodos de secado anteriores eran especialmente eficaces en superficies pegajosas, lo que limitaba sus posibilidades de aplicación.
Ignaas Jimidar, investigador postdoctoral, Universidad de Twente
Para resolver este problema, el grupo desarrolló una forma de unir las partículas a superficies duras y antiadherentes. Después de frotar manualmente las partículas sobre la superficie, pudieron crear una sola capa de partículas muy espaciadas en forma de hexágono en unos 20 segundos.
El frotamiento se realiza con un sello fabricado de un material similar a la silicona llamado PDM. La electricidad estática generada por el proceso de fricción, especialmente en superficies más duras, y las fuerzas entre las partículas y la superficie son cruciales para la creación de los patrones deseados. Nos encontramos con esta electricidad estática en la vida cotidiana cuando nos frotamos el cabello con un globo o sentimos una descarga cuando tocamos un objeto metálico en un día seco de invierno.
Kai Sotthewes, profesor asistente, Universidad de Twente
Andris Šutka de la Universidad Técnica de Riga añadió: “El proceso de creación de patrones funcionó tanto en superficies conductoras como no conductoras. Los mejores resultados se han conseguido con determinados tipos de partículas en polvo, como el poliestireno (utilizado como aislante) y el polimetacrilato de metilo, o PMMA, también conocido como plexiglás.«
El omnipresente silicio utilizado en la electrónica moderna funciona mejor en superficies recubiertas con fluorocarbono, un tipo de revestimiento de teflón, y en un ambiente sin humedad.
Por lo tanto, las partículas de silicato son algo menos fáciles de usar, pero son resistentes a todo tipo de disolventes, lo que las hace adecuadas para técnicas de detección y análisis biológicos y químicos.
Gijs Roozendaal, Universidad de Twente
Jimidar añadió: “Finalmente, logramos crear una serie de patrones y logotipos microscópicos a gran escala en «obleas» y visualizarlos todos usando un microscopio de fuerza atómica. Esto representa un avance prometedor para mejorar la electrónica, detectar todo tipo de sustancias químicas y biológicas e incluso detectar productos falsificados, esto último es posible porque las partículas en ciertos patrones refractan la luz de manera diferente según el ángulo. Entonces con estas micropartículas se podrían reconocer los colores.«
El estudio aparecerá en la portada de la edición impresa y se publicará en la revista. Interfaces y materiales aplicados de ACS.
Referencia de la revista:
Sotthewes, K., et. Alabama. (2024) Hacia el ensamblaje a escala de oblea de patrones cristalinos sintonizables 2D de coloides esféricos. Interfaces y materiales aplicados de ACS. doi:10.1021/acsami.3c16830.
Fuente: http://www.vub.ac.be/
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