Fotografías de mezclas coloidales secas de partículas de poliestireno (diámetro 1,4 µm) y fibras de celulosa (diámetro aprox. 20 nm, longitud ca. 1 µm). La concentración de poliestireno se fija en 0,1% en peso, y el de la celulosa es 0 (a), 0,01 (b) y 0,1% en peso (c). Crédito:Instituto Nacional de Ciencia de Materiales
El secado es una parte importante de la impresión de palabras y electrónica. Las partículas suspendidas en líquido se aplican a una superficie y el líquido se evapora dejando las partículas atrás. Muchas veces, las partículas se secan de manera desigual debido al llamado "efecto de anillo de café". Al igual que cuando el café derramado se seca y deja un anillo hueco, las partículas tienden a moverse hacia el exterior de la gota de líquido. Esto es un problema, especialmente para la electrónica impresa, que requieren la aplicación uniforme de un líquido para un rendimiento máximo.
Las nanofibras de celulosa ofrecen una solución eficaz y respetuosa con el medio ambiente a este problema, explicar a los investigadores de Japón en un artículo publicado recientemente en Ciencia y tecnología de materiales avanzados .
Los investigadores probaron tres concentraciones diferentes de nanofibras de celulosa agregadas a una solución con partículas suspendidas. También intentaron aumentar la concentración de partículas en una solución sin nanofibras añadidas. Fotografiaron el proceso de secado bajo un microscopio a lo largo del tiempo.
Las soluciones con nanofibras se secaron mucho más uniformemente que las que no las tenían. En lugar de un anillo hueco, las partículas se condensaron en un punto sólido, ligeramente encogiéndose de tamaño a medida que el líquido se evaporó. Las partículas en las mezclas con nanofibras también se movieron a un ritmo constante. No hubo una carrera final hacia la periferia como se observó en las soluciones sin nanofibras.
Los investigadores concluyen que las nanofibras de celulosa pueden mejorar el proceso de secado y evitar problemas derivados del secado desigual. como la degradación de los revestimientos de pintura, claridad de los caracteres impresos en papel, y conductividad de la electrónica impresa.
Una vez que la solución se seque, las nanofibras quedan atrás junto con las partículas deseadas. La forma en que las nanofibras impiden o benefician el rendimiento del material es un tema para futuras investigaciones.
"La adición de nanofibras de celulosa puede alterar la resistividad eléctrica de los cables conductores en la electrónica impresa, pero el ajuste fino de la concentración podría aprovecharse para el control de la resistividad eléctrica misma, "escribe el equipo de investigación de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio, y Universidad de Nagoya.