Modificación de la superficie de películas delgadas inducida por LIPSS

En este trabajo se estudia la formación de estructuras superficiales periódicas inducidas por láser (LIPSS) en superficies de películas delgadas de poli(tereftalato de etileno) (PET) y PET reforzadas con grafito expandido (EG). La irradiación láser se realizó en el ultravioleta (265 nm) y en el infrarrojo cercano (795 nm) mediante pulsos láser de femtosegundo. Se formaron LIPSS en ambos materiales y en todos los casos, con un período cercano a la longitud de onda de irradiación y con dirección paralela a la polarización del láser, aunque en el caso de la irradiación UV, se observaron diferencias en el rango de parámetros para los que se forman debido a las diferentes propiedades térmicas del polímero matriz en comparación con el compuesto. Para evaluar la modificación de las propiedades fisicoquímicas de las superficies después de la irradiación en función de la longitud de onda del láser y de la presencia del aditivo, se utilizaron diferentes técnicas. Se realizaron mediciones de ángulo de contacto utilizando diferentes líquidos de referencia para medir la mojabilidad y las energías libres de las superficies. Inicialmente hidrofílicas, se volvieron más hidrofílicas después de la irradiación ultravioleta, mientras que evolucionaron para convertirse en hidrofóbicas cuando se irradiaron en el infrarrojo cercano. Los valores de las componentes de energía libre superficial mostraron cambios después de la nanoestructuración, principalmente en la componente polar. Además, para superficies irradiadas por UV, la adhesión, determinada mediante la técnica de punta coloidal, aumentó, mientras que para la irradiación NIR, disminuyó. Finalmente, mediante la técnica de PeakForce Quantitative Nanomechanical Mapping se obtuvieron mapas de módulo elástico, adhesión y deformación. Los resultados mostraron un aumento del módulo elástico en el PET/EG, lo que confirma la acción de refuerzo del EG en la matriz polimérica. Además, se observó un aumento en el módulo elástico después de la formación de LIPSS.