Estudio cinético, topológico y estructural de la agregación coloidal en 2D

Resumen

Esta tesis doctoral se centra en el estudio de los procesos de agregacion coloidal en la interfase aire-disolucion acuosa, tanto experimentalmente como por tecnicas de simulacion y modelos teoricos. El movimiento Browniano que sienten las particulas coloidales permite el uso de metodos de dinamica Browniana para su descripcion. Los estudios de los procesos de coagulacion se han realizado empleando tres descripciones fundamentales: en primer lugar, el estudio cinetico da informacion de la evolucion temporal del tamaño de los agregados, asi como de las propiedades de escalado y exponentes cineticos. Por otra parte, el estudio estructural se realiza caracterizando la estructura interna de los agregados mediante la dimension fractal. Por ultimo, la descripcion topologica informa de cómo se encuentra los agregados distribuidos en la superficie y sus correlaciones de largo alcance. Los resultados muestran que estas tres descripciones son complementarias e interdependientes, ofreciendo conjuntamente una explicacion mas completa de la agregacion. Mediante la agregacion estocastica de la ecuacion de smoluchwski se ha modelizado teóricamente los procesos de agregación en dos dimensiones. Los resultados demuestran que con tan solo un parametro de ajuste global es posible describir las curvas de la distribucion de tamaños para todos los regimenes de agregacion. Experimentalmente, se ha estudiado el efecto de la valencia del contraión de la sal empleada sobre la cinética y la estructura de los agregados. El análisis de estos datos y la comparación con los resultados de simulación revela la existecia de intensas fuerzas repulsivas de muy largo alcance de carácter monopolar y dipolar entre las particulas cuando estas se encuentran atrapadas en la interfase. Por ultimo, el estudio de la estructura formada por las particulas en monocapas coloidales estables, confirma la existencia de estas interacciones monopolares de largo alcance, y r