Caracterización cuantitativa de la humedabilidad superficial y la energía interfacial de fluidos newtonianos en PDMS...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química de las superficies
• Dinámica de fluidos

Sus antecedentes:

• El polidimetilsiloxano (PDMS) es ampliamente utilizado en microfluidos y dispositivos biomédicos.
• El control de las interacciones fluido-sustrato es fundamental para el rendimiento del dispositivo.
• Las propiedades de la superficie como la humedabilidad y la energía dictan el comportamiento del fluido.

Objetivo del estudio:

• Investigar sistemáticamente cómo afecta la rugosidad de la superficie de PDMS a su capacidad de humedecimiento y a su energía superficial.
• Para cuantificar el impacto de la rugosidad en la adhesión del fluido y la histeresis del ángulo de contacto.
• Establecer un marco para la adaptación de las superficies PDMS a aplicaciones específicas.

Principales métodos:

• Fabricación de sustratos de PDMS con rugosidad variable (suave, moderada, alta).
• Medición de los ángulos de contacto estático, de avance y de retroceso de los fluidos newtonianos (agua, glicerol, PEG 300, PEG 400).
• Determinación de la tensión superficial, componentes de energía superficial (polar y dispersiva) utilizando el modelo de Owens-Wendt, y trabajo de adhesión a través de la ecuación de Young-Dupré.

Principales resultados:

• La humedabilidad de la superficie y la energía dependen en gran medida de la rugosidad de la superficie del PDMS.
• El aumento de la rugosidad aumentó las contribuciones de energía de la superficie polar y el trabajo de adhesión para todos los fluidos probados.
• La histeresis del ángulo de contacto aumentó con la rugosidad, lo que indica una mayor fijación de la línea de contacto.

Conclusiones:

• La rugosidad de la superficie de ingeniería proporciona un método para ajustar las propiedades de la superficie de PDMS.
• Los hallazgos ofrecen una base cuantitativa para el diseño de interfaces PDMS en microfluidos y biomedicina.
• Comprender los cambios inducidos por la rugosidad es clave para optimizar las interacciones fluido-sustrato.