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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/346| Estudio de la factibilidad técnica de las rutas de polimerización de copolímeros anfifílicos Di- Y Tri-Bloque y su aplicación en la obtención de metamateriales | |
| ALEXANDRA RIVAS ALVAREZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Ingeniería de Procesos de Polimerización | |
| El desarrollo de nanoestructuras con morfología controlable mediante el auto-ensamblaje
de copolímeros anfifilicos en bloques, con y sin nanopartículas inorgánicas, ha sido un tema
de gran interés científico [1]. Debido a su capacidad de autoensamblarse en varias morfologías o una combinación de ellas, los copolímeros en bloque son candidatos perfectos para aplicarse en las nuevas tendencias de nanotecnología, y nuestro interés es específicamente en los metamateriales.
Un copolímero en bloque es una macromolécula compuesta de dos o más bloques poliméricos de monómeros de distinta naturaleza química, comúnmente inmiscibles, y están
unidos covalentemente entre sí. Las rutas de síntesis de copolímeros pueden ser polimerización por policondensación, polimerización aniónica y catiónica, polimerizaciónradicálica viviente o controlada, etc., cada una de ellas presentando ciertas ventajas [2].
El auto-ensamblaje de los copolímeros anfifilicos en bloques se debe a la separación de microfases termodinámicamente estables, con morfologías y tamaño de dominios controlables desde la selección de la composición y naturaleza de los bloques, el peso molecular, el solvente y co-solvente utilizados, así como su velocidad de evaporación, la concentración de las soluciones, las propiedades del sustrato en donde se deposita, el espesor de la capa de material, etc. [3,4]. Los tratamientos térmicos también afectan a la microestructura debido a la movilidad de las cadenas poliméricas por encima de su Tg, sobre todo si se realizan en presencia de un solvente determinado. Se pueden obtener morfologías tan variadas como: lamelas, esferas, varillas, giroides, etc. Esto permite crear árreglos específicos tan innovadores como se desee, para aplicaciones en electrónica, biosensores, almacenamiento de energía y de datos, óptica, etc.
Adicionalmente a esta interesante particularidad, es posible combinar los copolímeros en bloque con la funcionalidad de nanopartículas inorgánicas, para obtener nanoestructuras multifuncionales de materiales híbridos con propiedades excepcionales. La concentración y naturaleza de las nanopartículas es de gran relevancia para obtener las propiedades deseadas. Algunos de los sistemas reportados incluyen poli(estireno-b-butadieno-b-estireno), PS-bPMMA [6], en el cual nanopartículas de Pd se incorporaron en el bloque PS de la estructura lamelar, también es posible la creación de híbridos polímero-cerámico con la inclusión denanopartículas ferromagnéticas y cerámicas magnéticas destacando la amplitud de morfologías accesibles, las nanopartículas de oxido de titanio son empleadas en la catálisis y conversión de energía. El poli(óxido de etileno-b-óxido de propileno) y poli(estireno-b4vinil piridina) en combinación con diferentes componentes inorgánicos incluyendo metales nobles (Au, Ag, Pt, Pd), semiconductores (CdSe, Ti0 2 ) y materiales magnéticos (Co, Ni, FeCo), el copolímero en bloque dirige el auto-ensamblaje de las nanopartículas y controla su disposición espacial para fabricar nanoestructuras multifuncionales en una amplia gama de tecnologías [1,3]. Por otro lado, los metamateriales son comúnmente definidos como estructuras electromagnéticas artificiales con propiedades inusuales que no se encuentran en la naturaleza. Estas propiedades se refieren comúnmente a: dielectricidad artificial, índice de refracción negativo, permeabilidad magnética negativa y permitividad eléctrica negativa. Para obtener tales propiedades, las estructuras deben ser periódicas en 1, 2 o 3 dimensiones [7]. Usualmente se fabrican metamateriales a partir de nanolitografía, nanoindentación y deposición mediante un haz de iones, lo cual resulta costoso, complejo y restringe el tamaño final del material. Es por eso que se requieren técnicas sencillas de obtención de metamateriales y que sean susceptibles de aplicarse a gran escala. El estudio de los metamateriales promete derivar en importantes avances científicos y tecnológicos en áreas tales como las telecomunicaciones, radares, defensa, nanolitografía con luz, microelectrónica, | |
| 2012 | |
| Trabajo terminal, especialidad | |
| QUÍMICA | |
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