Confinamiento en nanoestructuras poliméricaspreparación propiedades, aplicaciones e implicaciones físicas

Resumen

En esta tesis doctoral se presentan los resultados en la preparación, propiedades e implicaciones físicas de sistemas poliméricos en geometrías confinadas. Las diferentes respuestas, respecto al material en estado volumétrico, fueron estudiadas a través de diversas técnicas como: calorimetría diferencial de barrido, espectroscopia dieléctrica de banda ancha, difracción de rayos-X y microscopía de fuerzas atómicas.Varios métodos de preparación de polímeros confinados en 1, 2 y 3 dimensiones fueron probados y aplicados. En cada caso, se inició con un polímero amorfo o semicristalino, el cual se procesó posteriormente hasta obtener una nanoestructura. Se presentan las ventajas y desventajas de cada método de preparación. Además, los diferentes métodos de preparación se resaltan en modo paso-a-paso.Las propiedades e implicaciones físicas de polímeros confinados en diversas geometrías son estudiadas en diferentes capítulos, cada uno en lo que respecta a una propiedad particular. Iniciamos presentando los resultados en cambios en la temperatura de transición vítrea en polímeros confinados. En este caso encontramos que nanoesferas poliméricas presentan una temperatura de transición vítrea más que el polímero. Para explicar y discutir los resultados, se presenta un modelo basado en la entropía de los sistemas. Se argumenta que la dependencia de la transición vítrea en sistemas confinados está relacionada con el número de unidades de repetición englobadas en la estructura confinada. Luego, presentamos resultados acerca de los procesos de cristalización en geometrías confinadas. En el caso de películas delgadas poliméricas se observó que la restricción impuesta por la geometría afecta a la morfología cristalina y a la tasa de cristalización. Asimismo, se muestra cómo la adsorción entre la película polimérica y el sustrato soporte toma importancia cuando los espesores del polímero se reducen en torno a las decenas de nanómetros. Finalmente, presentamos las propiedades ferroeléctricas de polímeros confinados en diferentes nanoestructuras. Tanto nanoaprtículas como películas delgadas poliméricas son evaluadas. Más allá de las propiedades ferroeléctricas fundamentales, proponemos la posibilidad de desarrollar dispositivos físicos, basados en nanoestructuras, para sistemas de memoria orgánicas.