Estudio del fenómeno de mojado de una gota de líquido en superficies poliméricas estructuradas

Abstract

En este trabajo presentamos una descripción termodinámica del mojado en superficies rugosas. Para ello fabricamos películas de la mezcla de poliestireno (PS) y polibutilmetacrilato (PBMA), y mediante un solvente selectivo fue removido el PBMA, dejando una superficie rugosa rica en PS. La topografía fue evaluada mediante la técnica de microscopía de fuerza atómica (AFM). La descripción termodinámica se realizo usando tres líquidos puros mediante la teoría de la ecuación de estado (EQS, por sus siglas en inglés), la cual tiene el poder predictivo de calcular la γsv de sólidos. Esto nos permitió obtener la tensión superficial de las películas rugosas; una vez conocida la γsv a cada ra, reescribimos la ecuación de estado que describe el comportamiento del cos θ sobre superficies con diferentes factores de área, recuperando la forma de la ecuación de Wenzel. La γsv calculada ajusta a una función exponencial que decrece conforme ra incrementa, lo cual predice que la tensión superficial de un sólido debería cambiar cuando se modifica su topografía. Los resultados encontrados sugieren que ra es una variable termodinámica intensiva. Adicionalmente, se hace un análisis de la alta adhesión de las superficies con agua, con la cual se observa el efecto conocido como “pétalo de rosa”, y se propone un modelo de mojado.