Extreme thermodynamics – Exploiting phase transitions to affect shape
Iván Salvador García, Alberto Fernández Nieves (Tutor). Universitat de Barcelona
Los geles poliméricos son materiales blandos (se pueden deformar mediante tensiones del orden de las fluctuaciones térmicas) sólidos y sin simetría cristalina. Estos materiales presentan una transición de fase entre una fase inchada a temperatura baja y una fase desinchada a temperatura elevada. Trabajos recientes muestran que cuando uno se acerca de forma rápida (de forma no cuasiestática) a la transición se obtiene una coexistencia de fases inchada y desinchada que conlleva una distribución de tensiones que provoca un cambio de forma abrupto en el gel, característico de la geometía inicial del gel. En este trabajo resumimos algunos aspectos generales de esta transición, explicamos el proceso de producción de geles (en nuestro caso de NIPAM, N-Isopropilacrilamida) fundamentado en la impressión 3D en medios fluidos que involucra un medio con tensión de fluencia, y que permite obtener geles con superficies no mínimas. Finalmente exploramos experimentalmente la transición de fase para geles “cuasicilíndricos”, estudiando los procesos cuasiestático y no cuasiestático. En el futuro, se estudiará como la “desviación” de la forma inicial (debido a imperfecciones en la impresión 3D) respecto a un cilindro ideal, explica de forma cuantitativa el posterior cambio de forma.
(Resumen completo: Iván Salvador García)