Química

Las propiedades útiles de líquidos enriquecidos con nanopartículas

(NC&T) Theodorian Borca-Tasciuc, profesor de ingeniería mecánica en el Rensselaer, dirigió la investigación.

La manipulación de pequeños volúmenes de líquido es crítica para los dispositivos fluídicos de las pantallas digitales, los dispositivos ópticos y los sistemas microelectromecánicos (MEMS, por sus siglas en inglés), además de para los sistemas miniaturizados de análisis definidos como "un laboratorio en un chip".

La mayor parte de la investigación en tales sistemas se ha efectuado con líquidos normales, pero poco se ha trabajado sobre nanofluídos, que son líquidos enriquecidos con nanopartículas de diferentes clases. Se ha demostrado que los nanofluídos exhiben algunas propiedades atractivas, incluyendo el reforzamiento de la transferencia del calor y buenas características capilares, cuando son comparados con los líquidos regulares o puros.

El equipo de Borca-Tasciuc dio un paso más allá. Los investigadores colocaron gotas de soluciones basadas en agua conteniendo nanopartículas de telururo de bismuto sobre una oblea de silicio recubierta con Teflón. Cuando se aplicaba un campo eléctrico a la gota, los investigadores observaban un fuerte cambio en el ángulo de contacto de la gota con la oblea. Este cambio era mucho más grande que el observado en los líquidos sin nanopartículas cuando eran probados bajo las mismas condiciones. Se utiliza el mismo campo eléctrico, pero con el nanofluído se consigue un mayor cambio en la forma.

Líquidos enriquecidos con nanopartículas
El ángulo de contacto de una gota de solución nanofluídica cambia cuando es expuesta a un campo eléctrico. (Foto: Rensselaer/Borca-Tasciuc)
Los investigadores saben que las nanopartículas son críticas en este proceso porque sin ellas el efecto es mucho menor.

La capacidad de las gotas de nanofluídos de cambiar fácilmente su ángulo de contacto tiene aplicaciones potenciales para el movimiento eficaz de los líquidos en microsistemas, creando nuevos métodos de enfoque para las lentes de las cámaras miniaturizadas o para la refrigeración de los chips de ordenador. Las futuras investigaciones también pueden permitir la aparición de nuevos sistemas de transferencia de calor totalmente integrados y de tamaños micrométricos o nanométricos que no requieran una bomba extractora.




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