Resumen de Morphological and nanomechanical characterization of Guadua Angustifolia kunth fiber by means of SEM and AFM

Martin Eduardo Espitia Nery, Dery Esmeralda Corredor Pulido, Nelson Javier Rodríguez Ramírez, Jeimy Natalia Calderón Bustos

• español

  El desarrollo reciente en la ingeniería propone el uso de materiales compuestos reforzados a partir de fibras naturales, lo cual genera la iniciativa de estudiarlos mediante herramientas sofisticadas. En esta investigación se muestran los resultados de la caracterización morfológica y nanomecánica como dureza (nanoidentación), rugosidad y topografía de la sección paralela al eje axial de fibras de guadua Angustifolia kunth, con el fin de encontrar las propiedades mecánicas a nanoescala de las fibras. Para ello se emplearon los microscopios electrónico de barrido (SEM) y de fuerza atómica (AFM), con este último se obtuvieron curvas de fuerza vs desplazamiento, características de sistemas dinámicos de nanoindentación e imágenes, donde a partir de análisis se encontró que la guadua Angustifolia kunth (GAK) presenta crestas y ondulaciones en su superficie, las cuales le brindan una rugosidad adecuada otorgando adherencia entre el polímero y la fibra, además la dureza, el módulo reducido y la topografía a escala nanométrica, lo que permite concluir que las fibras de GAK presentan mejores propiedades para ser utilizadas como material de refuerzo en matrices poliméricas.

• English

  Recent developments in engineering have promoted the use of reinforced composite materials from natural fibers, which provides an opportunity to investigate such materials using state-of the-art tools. Here we present a morphological and nanomechanical characterization of the parallel section of the axis of guadua Angustifolia kunth fibers (GAK) from Colombia, focusing on properties such as hardness (nanoindentation), roughness and topography. Our method was based on the application of scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). AFM provided curves of force by displacement, as well as characteristics of dynamic nanoindentation systems and images. Their analysis revealed ridges and valleys on the surface of GAK fibers. The estimated surface roughness of 9.51 nm suggests an adequate value to provide superior adhesion between polymer and fiber. The same conclusion follows from our measurements of hardness, reduced modulus and nanoscale topography. Due to their excellent properties, we conclude that GAK fibers represent an ideal reinforcement material in polymer matrices.