Thesis: Estudio de adhesión de granos de arena sobre vidrio nanoestructurado a través de microscopía de fuerza átomica
| datacite.subject.fos | Natural sciences::Physical sciences::Condensed matter physics | |
| dc.contributor.correferente | Haberle Tapia, Patricio | |
| dc.contributor.department | Departamento de Física | |
| dc.contributor.guia | Del Campo Sfeir, Valeria Isabel | |
| dc.coverage.spatial | Campus Casa Central Valparaíso | |
| dc.creator | Chiappe Barrientos, Juan Francisco | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-06T20:15:06Z | |
| dc.date.available | 2025-08-06T20:15:06Z | |
| dc.date.issued | 2025-06-17 | |
| dc.description.abstract | Los vidrios nanoestructurados han demostrado ser altamente efectivos para aplicaciones en sistemas ópticos y optoelectrónicos, ya que permiten optimizar la transmitancia óptica y conferir propiedades autolimpiantes, especialmente útiles en contextos como la generación de energía solar. Este trabajo se centró en el estudio de la adhesión de partículas de arena sobre vidrios con distintas morfologías superficiales, utilizando espectroscopía de fuerza mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Para esto se emplearon sondas coloidales fabricadas en el laboratorio, utilizando granos de arena reales recolectados en la Plataforma Solar del Desierto de Atacama (PSDA), los cuales fueron previamente separados en fracciones solubles e insolubles. Las sondas fueron caracterizadas mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de rayos X (EDX), confirmando la composición mineralógica reportada en estudios previos. Posteriormente, se realizaron mediciones de fuerza de adhesión, usando la técnica de sonda coloidal, sobre tres tipos de superficie: vidrio liso, vidrio tratado químicamente con KOH y vidrio nanoestructurado, todos fabricados usando la técnica propuesta por Bravo et al. Los resultados muestran una disminución significativa de la fuerza de adhesión para partículas solubles sobre superficies nanoestructuradas en comparación con vidrio liso, lo cual se atribuye a la reducción del área efectiva de contacto provocada por la rugosidad. En cambio, al emplear partículas solubles e insolubles, se observó un aumento de la fuerza de adhesión sobre vidrio tratado con KOH, a pesar de su mayor rugosidad, lo cual sugiere una intensificación de fuerzas capilares asociadas al tratamiento químico. Este estudio demuestra que la técnica de sonda coloidal con partículas reales permite caracterizar de manera precisa la interacción entre contaminantes y superficies funcionalizadas. Asimismo, valida el método de nanoestructuración propuesto como una estrategia viable para mitigar el fenómeno de soiling. | es |
| dc.description.abstract | Nanostructured glass has proven to be highly effective for applications in optical and optoelectronic systems, as it enables for the optimization of optical transmittance and imparts self-cleaning properties, which are particularly useful in contexts such as solar energy generation. This study focused on investigating the adhesion of sand particles on glass surfaces with different morphologies, using force spectroscopy via Atomic Force Microscopy (AFM). Colloidal probes were fabricated in the laboratory using real sand grains collected from the Atacama Desert Solar Platform (PSDA), which were previously separated into soluble and insoluble fractions. The probes were characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), confirming the mineralogical composition reported in previous studies. Adhesion force measurements were then conducted, using the colloidal probe technique, on three types of surfaces: flat glass, glass chemically treated with KOH, and nanostructured glass, all fabricated using the method proposed by Bravo et al. The results show a significant decrease in adhesion force for soluble particles on nanostructured surfaces compared to flat glass, which is attributed to the reduced effective contact area caused by surface roughness. In contrast, when using both soluble and insoluble particles, an increase in adhesion force was observed on KOH-treated glass, despite its higher roughness, suggesting an enhancement of capillary forces associated with the chemical treatment. This study demonstrates that the colloidal probe technique using real particles enables accurate characterization of the interaction between contaminants and functionalized surfaces. It also validates the proposed nanostructuring method as a viable strategy to mitigate the soiling phenomenon. | en_US |
| dc.description.degree | Magíster en Ciencias mención Física | |
| dc.description.sponsorship | Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico | |
| dc.description.sponsorship | Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo | |
| dc.driver | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dc.format.extent | 57 páginas. | |
| dc.identifier.doi | 10.71959/v2mb-1687 | |
| dc.identifier.uri | https://cris.usm.cl/handle/123456789/3929 | |
| dc.identifier.uri | https://doi.org/10.71959/v2mb-1687 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Técnica Federico Santa María | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | |
| dc.subject | Microscopía de fuerza atómica | |
| dc.subject | Técnica de sonda coloidal | |
| dc.subject | Fuerza de adhesión | |
| dc.subject | Vidrio nanoestructurado | |
| dc.subject | Rugosidad superficial | |
| dc.subject | Mitigación de soiling | |
| dc.subject | Deposición de polvo del desierto | |
| dc.subject | Superficies autolimpiantes | |
| dc.subject | Fuerzas capilares | |
| dc.subject | Interacción partícula-superficie | |
| dc.subject | Contaminación fotovoltaica | |
| dc.subject | Superficies hidrofílicas/hidrofóbicas | |
| dc.subject | Microscopía electrónica de barrido | |
| dc.subject | Espectroscopía de rayos X por energía dispersiva | |
| dc.subject | Desierto de Atacama | |
| dc.subject | Sistemas de energía solar | |
| dc.subject | Modificación de superficie | |
| dc.subject | Constante de Hamaker | |
| dc.subject | Mecánica de contacto | |
| dc.subject | Adhesión de polvo ambient | |
| dc.subject.ods | 7 Energía asequible y no contaminante | |
| dc.title | Estudio de adhesión de granos de arena sobre vidrio nanoestructurado a través de microscopía de fuerza átomica | |
| dspace.entity.type | Tesis | |
Política de Privacidad 
