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Aplicación de la microscopia electrónica de barrido de bajo voltaje (LV-SEM) en la caracterización morfológica de materiales compuestos nanoestructurados
PAMELA YAJAIRA REYES RODRIGUEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Análisis y Evaluación de Polímeros
Los materiales a escala nanoscópica han sido objeto en los últimos años de un notable interés, tanto desde el punto de vista de la investigación básica, así como de la investigación aplicada. [1] Los materiales nanoestructurados son aquellos donde al menos una de sus dimensiones cae en el intervalo de 1 a 100 nanómetros. Esta característica les confiere propiedades diferentes de las que tienen los materiales con dimensiones macroscópicas, por lo cual tienen numerosas aplicaciones en industrias como la microelectrónica, farmaceútica, de biosensores y de materiales funcionales, entre otras. [2] Las investigaciones actuales en nanotecnología se centran en aspectos básicos, como la síntesis y caracterización de nanoestructuras, sus propiedades mecánicas, eléctricas, su estabilidad química y su respuesta frente a diversos estímulos. El comportamiento de sistemas nanoestructurados depende en gran medida de las dimensiones, forma, distancia entre partículas, así como de la naturaleza de la matriz en la cual, las nanopartículas se encuentran dispersas. [1] se ha incrementado considerablemente, debido a que la presencia del material de refuerzo modifica las propiedades de la matriz incrementando sus aplicaciones. El uso de materiales compuestos constituídos por polímeros y materiales nanoestructurados Dentro de la caracterización de estos materiales compuestos destaca el estudio de la morfología superficial, de los refuerzos nanoestructurados así como de la matriz, y principalmente, de la interfase entre ambos materiales, ya que es en la superficie donde ocurre la interacción entre ambas fases y muchas de las investigaciones y desarrollos en el campo de materiales compuestos están encaminados a modificar las condiciones superficiales de los materiales nanoestructurados para mejorar la compatibilidad con la matriz que los contiene. La microscopía electrónica es una de las técnicas que más ha contribuido en el desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología. El objetivo de las técnicas de microscopia electrónica es la
evaluación de la morfología y estructura de una muestra a partir de la interacción de los electrones con la materia para obtener información tanto estructural como de caracterización de defectos. Las diferentes técnicas de microscopía electrónica ofrecen una solución a las limitantes en resolución que presentan los microscopios ópticos (?. 0.5 im). Los microscopios electrónicos utilizan una fuente de iluminación a base de electrones acelerados con longitud de onda asociada bastante menor de 1 Á, y por tanto se puede obtener, al menos teóricamente, resolución atómica. [3] En términos generales, la microscopia electrónica se divide en dos ramas: MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE TRANSMISION (TEM "Transmission electron microscopy"). MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO (SEM "Scanning electron microscopy"). [3] La microscopia electrónica de barrido constituye una de las técnicas fundamentales para evaluar la morfología superficial de materiales nanoestructurados; sin embargo debido a la elevada energía con que se opera generalmente este instrumento (30 kV) es muy probable causar daño sobre la muestra objeto de estudio, dando lugar a resultados imprecisos a nivel subestructura (estructura superficial). El desarrollo de nuevas tecnologías de generación del haz de electrones en un microscopio electrónico ha permitido el desarrollo de técnicas avanzadas de caracterización, siendo una de ellas, la aplicación de bajo voltaje, en un rango entre 100V y 5kV lo que permite la observación de la subestructura superficial de las muestras evaluadas. El microscopio electrónico de barrido es un instrumento que permite la observación y caracterización superficial de materiales inorgánicos y orgánicos, entregando información morfológica del material analizado. A partir de la interacción entre el haz y la muestra se producen distintos tipos de señales que se generan desde la muestra y se utilizan para
examinar sus características. Con este tipo de microscopios es posible evaluar aspectos morfológicos de zonas microscópicas en distintos materiales, además del procesamiento y análisis de las imágenes obtenidas. Las principales ventajas del SEM son la capacidad de obtener alta resolución, la gran profundidad de campo, que es mayor que la máxima obtenida en los microscopios ópticos, pudiéndose obtener imágenes "en foco" de todos los puntos de una superficie irregular, como una superficie de fractura y la preparación sencillas de las muestras que realmente se reduce a una metalización de la superficie misma. [4] Por otra parte, este tipo de equipos presentan una gran facilidad de interpretación de las imágenes obtenidas.
2010
Trabajo terminal, especialidad
QUÍMICA
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