¿Por qué y cómo se arrugan las superficies poliméricas?

• Autores: Juan Rodríguez Hernández, Carmen M. González Henríquez, Mauricio A. Sarabia
• Localización: Revista de plásticos modernos: Ciencia y tecnología de polímeros, ISSN 0034-8708, Vol. 111, Nº. 713, 2016 (Ejemplar dedicado a: Superficies e interfases)
• Idioma: español
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    La generación y el control de superficies poliméricas micro- y nano-estructuradas se han mantenido como un desafío difícil de vencer durante las últimas décadas. Existen avances en su fabricación asociados a desarrollos tecnológicos que han permitido obtener patrones ordenados de tamaños nano- y micro-métricos. En general se han desarrollado dos tipos de acercamientos a la solución de este problema, primero se encuentran las técnicas adaptadas como lo son el moldeo (estampado en relieve) o la micro-impresión, y por otro lado técnicas más sofisticadas y novedosas como lo es la ablación por láser, litografía en superficies blandas o escaneos laser, entre otros. La máxima resolución posible de este último tipo de técnicas está íntimamente relacionada con los avances desarrollados en la tecnología.

    En contraste con las sofisticadas técnicas previamente descritas, las inestabilidades superficiales producidas por diferentes procesos y mecanismos se aprovechan de las propiedades inherentes de los materiales poliméricos usados con el fin de inducir y generar distintos tipos de patrones superficiales altamente estructurados. Estas inestabilidades superficiales han sido estudiadas desde hace décadas por distintos grupos de investigación en muchas áreas de las ciencias, pero es desde hace poco tiempo que se está produciendo un verdadero interés en su estudio y desarrollo debido a la gran capacidad adaptativa que poseen, además del bajo costo que estos implican. Con estos métodos es posible generar patrones complejos que, usando las técnicas previamente descritas, serían complicados de lograr. Muchos de los mecanismos que producen este tipo de inestabilidades aún no están muy claros y es por esto que es necesario ahondar más en la mecánica y los procesos subyacentes que generan estas estructuras.

    En este artículo, se abordarán y explicarán distintos tipos de protocolos y métodos de fabricación. Principalmente comentaremos acerca de la formación de arrugas superficiales y las posibilidades existentes de ajustar el tamaño de estas de acuerdo a ciertas características y parámetros regulables durante su síntesis o formación, y cómo esto influye en la funcionalidad que se les quiera dar a estas arrugas. Finalmente comentaremos acerca del amplio campo de aplicaciones que tienen este tipo de estructuras corrugadas y como ya han sido eficientemente probadas como aparatos tecnológicos flexibles, soportes que controlan tanto la mojabilidad como la adherencia de sustancias o con la intención de formar parte en aplicaciones de biotecnología y transporte de drogas

  • English

    The generation of nano-microstructured polymer film surfaces has been a challenge during the last decades. Advances in the fabrication of structured polymer surfaces to obtain micro and nanopatterns have been accomplished following two different approaches, i.e., by adapting techniques, such as molding (embossing) or nano/microimprinting or by developing novel techniques including laser ablation, soft lithography or laser scanning among others. Thus, higher resolution capabilities are directly related with technological advances.

    In contrast to the use of highly sophisticated tools required by the above mentioned techniques, surface instabilities produced by different mechanisms take advantage of the inherent properties of polymers to induce particular surface patterns. Some of the surface instabilities are well known since decades but novel and old known instability mechanisms have been only recently extended their use to pattern polymer surfaces. This recent interest relies on the rich and complex patterns obtained as a result of self-organizing processes that are rather difficult if not impossible to fabricate by using traditional patterning techniques.

    Among the approaches to obtain patterned interfaces by means of surface instabilities the formation of wrinkles is the most explored method and will be the center of this review. The fabrication approaches employed to induce wrinkle formation and the possibilities to fine tune the amplitude and period of the wrinkles, the functionality and their final morphology are thoroughly described. Finally, an overview about the main applications in which buckled interfaces have been already employed or may have an impact in the near future is provided. Their use as templates, as flexible electronics, as supports with controlled wettability and/or adhesion or for biorelated applications are few of the fields in which the unique characteristics of wrinkled interfaces play distinguishing role