Water on surface studied by scanning probe microscopies

• Autores: Albert Verdaguer, Aitor Mugarza Ezpeleta, Jordi Fraxedas
• Localización: Contributions to Science, ISSN-e 1575-6343, Vol. 4, Nº. 2, 2008, págs. 141-155
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • English

    The wetting properties of a surface exposed to water determine crucial phenomena in biology, chemistry and material sciences. Scanning Probe Microscopies have recently opened new ways to study water films and droplets on surfaces allowing the study of the wetting properties of surfaces at molecular level. Several approaches providing different information on the phenomena have been developed. Scanning Tunneling Microscopy is being used to study the structure of water clusters and water monolayers, but unfortunately these studies are limited to low temperatures and conductive substrates. Atomic Force Microscopy working in non-contact electrostatic modes has become a powerful tool to investigate wetting in ambient conditions. This technique is being used to study the structure of water films beyond the first monolayer, imaging droplets at the nanometer range to study hydrophobicity and hydrophillicity at molecular level, studying chemical processes within adsorbed water films or probing the impermeability of molecular coatings used in nanotechnology. A selection of illustrative Scanning Probe Microscopy studies covering different scientific and technologically relevant aspects related to water and surfaces on water is presented in this review.

  • català

    La manera com es mulla una superfície quan se l’exposa a l’aigua determina fenòmens crucials en biologia, en química i en ciència de materials. Les microscòpies locals de rastreig han obert recentment nous camins per a estudiar capes i gotes d’aigua sobre superfícies que han permès l’estudi de les propietats d’allò mullat a nivell molecular. S’han desenvolupat diverses vies d’aproximació utilitzant aquestes tècniques que proporcionen diferents informacions sobre el fenomen del que és mullat. Per exemple, la microscòpia de rastreig d’efecte túnel s’utilitza per estudiar l’estructura de petits clústers i monocapes de molècules d’aigua absorbides en superfícies. Malauradament, aquests estudis estan limitats a temperatures criogèniques i per substrats conductors. Per investigar fenòmens relacionats amb allò mullat en condicions ambientals, el microscopi de forces atòmiques en modes electrostàtics de no-contacte ha esdevingut una eina molt poderosa. Mitjançant aquesta tècnica s’estudia l’es- tructura de les capes d’aigua més enllà de la primera monoca- pa, es poden obtenir imatges de gotes a escala nanomètrica per investigar la hidrofobicitat i la hidrofilicitat a escala molecular, s’investiguen processos químics dins de capes d’aigua o s’intenta millorar la impermeabilitat de recobriments moleculars utilitzats en nanotecnologia. En aquest article es presenta una se- lecció d’estudis il·lustratius, realitzats mitjançant microscòpies locals de rastreig, sobre diferents aspectes rellevants en ciència i tecnologia relacionats amb l’aigua i les superfícies.