Dependencia de la temperatura de la coexistencia de fusión de cristales para filamentos de polietileno soportados

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Química Física
• Ciencia de Superficies

Sus antecedentes:

• Los cristales a menudo exhiben una capa líquida en su superficie debido a fenómenos como la pre-fusión superficial.
• La coexistencia cristal-fusión es crucial para comprender la nucleación secundaria y la depresión del punto de fusión, especialmente en sistemas nanoscópicos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre la pre-fusión superficial, la nucleación y la depresión del punto de fusión en sistemas nanoscópicos.
• Observar y cuantificar la capa fundida en filamentos de polietileno nanoscópicos utilizando microscopía avanzada.

Principales métodos:

• Se utilizó la microscopía de fuerza atómica (AFM) en modo de contacto intermitente para la obtención de imágenes.
• Se estudiaron filamentos de polietileno semis-cilíndricos nanoscópicos sobre un sustrato.
• Se analizó el ancho de la capa fundida y su dependencia de la temperatura.

Principales resultados:

• Se observó un núcleo cristalino dentro de los filamentos de polietileno, delimitado por regiones fundidas de ancho uniforme (9±2 nm a temperatura ambiente).
• El ancho de la capa fundida aumentó reversiblemente con la temperatura.
• Los filamentos más pequeños que aproximadamente el doble del ancho de la capa fundida se fundieron por completo.

Conclusiones:

• Los fenómenos observados respaldan la teoría de que la pre-fusión superficial, la nucleación y la depresión del punto de fusión están interconectados.
• Se proponen las fuerzas intermoleculares en las superficies cristalinas como el factor dominante que rige estos fenómenos relacionados.