Fabricación de superficies nanoestructuradas mediante inyección de plástico
La presència de micro i nanotextures, és molt comú a la natura, presentant funcionalitats diverses. Entre d’altres, aquestes textures aporten propietats com la hidrofobicitat, la difracció de llum, l'absorció o la dispersió de llum o millores hidrodinàmiques. Algunes textures s'han aconseg...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/687451 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/687451 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Superficies Nanoestructuras Inyección de plástico Texturizado Simulación Hidrofobicidad Ciències naturals, químiques, físiques i matemàtiques 66 |
| Sumario: | La presència de micro i nanotextures, és molt comú a la natura, presentant funcionalitats diverses. Entre d’altres, aquestes textures aporten propietats com la hidrofobicitat, la difracció de llum, l'absorció o la dispersió de llum o millores hidrodinàmiques. Algunes textures s'han aconseguit copiar artificialment amb gran fidelitat. Però un dels grans reptes és millorar aquests processos, ja sigui amb la finalitat de disminuir la dimensió dels motius fabricats, augmentar la qualitat de les micro i nanotextures, incrementar la velocitat de fabricació o reduir el cost. En aquest treball s'exploren diferents mètodes per a l'obtenció de textures a escala micromètrica i submicromètrica, incloent-hi el texturitzat mitjançant làser. Aquest mètode permet obtenir estructures superficials periòdiques anomenades LIPSS (Laser Induced Periodic surface structure). Aquestes estructures periòdiques han estat caracteritzades extensament mitjançant microscòpia electrònica i microscòpia de forces atòmiques en aquesta tesi. Per tal d'assolir superfícies micro i nanotexturades de baix cost que es puguin fabricar massivament, se n'ha explorat la fabricació en peces de plàstic. Per fer-ho, s'ha estudiat el procés d'injecció de plàstic utilitzant motlles que incorporen el negatiu de micro textures superhidrofòbiques. A més de la injecció experimental de plàstic, s'han dut a terme simulacions per elements finits a la interfície motlle-plàstic durant el procés d'ompliment del motlle. Aquestes simulacions es van fer mitjançant models simplificats en 2D per reduir el temps de càlcul. S'han aconseguit trobar paràmetres d'injecció (pressió, temperatura i temps de cicle) per a la fabricació amb èxit de peces de polipropilè i policarbonat que presenten superfícies micro i nanotexturades superhidrofòbiques. Aquestes superfícies han estat caracteritzades mitjançant microscòpia electrònica i microscòpia confocal. A la darrera part de la tesi s'ha estudiat la fabricació de canals de microfluídica per injecció de plàstic i, més en concret, el desenvolupament d'una estratègia per a la fabricació dels motlles per a microfluídica. El procés comença amb la producció del negatiu d'uns canals de microfluídica mitjançant la impressió 3D. Un cop obtinguts els canals, es copien en silicona i es realitza un recobriment selectiu amb níquel, obtenint així el negatiu dels canals al motlle d'injecció. Finalment, mitjançant injecció, es replica el motlle per obtenir canals de microfluídica en peces de plàstic. |
|---|