Aplicação do eletrocapilaridade na manipulação de microgotas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

A modificação da tensão superficial de um líquido depositado sobre uma superfície sólida pela aplicação de um campo elétrico entre estes dois elementos é denominada eletromolhabilidade. Neste trabalho foi avaliada a eletromolhabilidade em filmes poliméricos depositados sobre amostras de alumínio pela técnica de Implantação Iônica e Deposição por Imersão em Plasma, IIDIP, usando descargas produzidas a partir de misturas de acetileno ('C IND. 2 'H IND.2') e argônio. Imediatamente após as deposições, os filmes foram expostos a plasmas de 'SF IND. 6' para a obtenção de superfícies mais hidrofóbicas. Em uma primeira etapa do estudo foi variada a condição de deposição, enquanto em etapas posteriores foram variados o tempo e a potência do tratamento com 'SF IND. 6'. A composição dos filmes e a estrutura química foram analisadas por espectroscopias de fotoelétrons de raios X e de absorção no infravermelho. A energia livre de superfície e a molhabilidade foram obtidas através de medidas de ângulo de contato, usando água e diiodometano como líquidos de teste. O fenômeno da eletromolhabilidade foi avaliado medindo-se o ângulo de contato em função da diferença de potencial aplicada entre um fio de cobre em contato com uma gota de água colocada sobre o filme e o substrato de alumínio. A resistividade elétrica superficial foi medida por um eletrômetro digital usando o método das duas pontas. Foi observado que as propriedades dos filmes são fortemente dependentes das condições de deposição e tratamento. Variações tão grandes do ângulo de contato quanto 45° foram obtidas com aplicação de 110 V.

The modification of the superficial tension of a liquid deposited onto a solid surface by the application of an electric field between these two elements is denominated electrowetting. In this work it has been evaluated the electrowetting ability of thin polymeric films. The films were deposited onto aluminum plates by plasma immersion ion implantation and deposition technique, PIIID, from acetylene ('C IND. 2 'H IND.2') and argon atmospheres. Immediately after the depositions the films were exposed to 'SF IND. 6' plasmas to enhance the hydrophobicity of the surfaces. A set of samples were produced under different deposition parameters and a second set of experiments were performed submitting the samples to 'SF IND. 6' plasmas under different excitation power and exposure times. The composition of the films has been analyzed by xray photoelectron and Fourier transform infrared spectroscopies. Surface free energy and wettability have been evaluated by contact angle measurements using water and diiodomethane as probe liquids. The electrowetting effect was quantified by measuring the contact angle as a function of the DC voltage applied between a copper wire in contact with the water droplet placed onto the film and the aluminum substrate. Surface electrical resistivity was measured by a digital electrometer using the two-point probe method. It has been observed that film properties are strongly dependent on both the conditions of deposition and treatment. Variation as high as 45° in the contact angle have been observed with the application of 110 V.