Influencia de la Tasa de Deposición y la Temperatura del Sustrato en la Morfología de los Líquidos Iónicos Evaporados Térmicamente
Autores: Carvalho, Rita M.; Neto, Cândida; Santos, Luís M. N. B. F.; Bastos, Margarida; Costa, José C. S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Influencia de la Tasa de Deposición y la Temperatura del Sustrato en la Morfología de los Líquidos Iónicos Evaporados Térmicamente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Líquidos iónicos
Comportamiento de humectación
Tasa de deposición
Temperatura del sustrato
Formación de gotas
Morfología de la película
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El comportamiento de humectación de los líquidos iónicos (ILs) a escala mesoscópica impacta considerablemente en una amplia gama de campos científicos y tecnologías. Particularmente en condiciones de vacío, estos materiales exhiben características únicas. Este trabajo explora el efecto de la tasa de deposición y la temperatura del sustrato en la nucleación, formación de gotas y expansión de gotas de películas de ILs obtenidas por evaporación térmica. Se estudiaron cuatro ILs, que abarcan un catión alquilimidazolio (CnC1im) y ya sea bis(trifluorometilsulfonil)imida (NTf2) o el trifluorometano (OTf) como el anión. Cada muestra de IL se depositó simultáneamente en superficies de óxido de indio y estaño (ITO) y plata (Ag). La tasa de flujo másico se controló de manera reproducible utilizando una celda de Knudsen como fuente de evaporación, y la morfología de la película (micro y nanogotas) se evaluó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). La humectabilidad de los sustratos por los ILs se vio notablemente afectada por cambios en la tasa de flujo másico y la temperatura del sustrato. Específicamente, los resultados indicaron que un aumento en la tasa de deposición y/o temperatura del sustrato intensificó la coalescencia de gotas de [C2C1im][NTf2] y [C2C1im][OTf] en superficies de ITO. Por el contrario, se observó un impacto menor en la superficie de Ag debido a la fuerte adhesión entre los ILs y la película metálica. Además, modificar los parámetros de deposición resultó en una diferenciación notable en la morfología de las gotas obtenidas para [C8C1im][NTf2] y [C8C1im][OTf]. Sin embargo, las gotas de ILs de cadena larga depositadas en superficies de ITO mostraron una coalescencia intensificada, independientemente de la tasa de deposición o la temperatura del sustrato.
Descripción
El comportamiento de humectación de los líquidos iónicos (ILs) a escala mesoscópica impacta considerablemente en una amplia gama de campos científicos y tecnologías. Particularmente en condiciones de vacío, estos materiales exhiben características únicas. Este trabajo explora el efecto de la tasa de deposición y la temperatura del sustrato en la nucleación, formación de gotas y expansión de gotas de películas de ILs obtenidas por evaporación térmica. Se estudiaron cuatro ILs, que abarcan un catión alquilimidazolio (CnC1im) y ya sea bis(trifluorometilsulfonil)imida (NTf2) o el trifluorometano (OTf) como el anión. Cada muestra de IL se depositó simultáneamente en superficies de óxido de indio y estaño (ITO) y plata (Ag). La tasa de flujo másico se controló de manera reproducible utilizando una celda de Knudsen como fuente de evaporación, y la morfología de la película (micro y nanogotas) se evaluó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). La humectabilidad de los sustratos por los ILs se vio notablemente afectada por cambios en la tasa de flujo másico y la temperatura del sustrato. Específicamente, los resultados indicaron que un aumento en la tasa de deposición y/o temperatura del sustrato intensificó la coalescencia de gotas de [C2C1im][NTf2] y [C2C1im][OTf] en superficies de ITO. Por el contrario, se observó un impacto menor en la superficie de Ag debido a la fuerte adhesión entre los ILs y la película metálica. Además, modificar los parámetros de deposición resultó en una diferenciación notable en la morfología de las gotas obtenidas para [C8C1im][NTf2] y [C8C1im][OTf]. Sin embargo, las gotas de ILs de cadena larga depositadas en superficies de ITO mostraron una coalescencia intensificada, independientemente de la tasa de deposición o la temperatura del sustrato.