Surface instabilities and wave propagation in predictive 3D patterning in soft matter

Sala 1.3.14, FCUL, Lisboa

João Cabral
Imperial College London, UK

 

Patterning of soft matter provides exceptional routes for the generation of micro/nanostructured and functional surfaces. We describe the propagation of planar wavefronts of network formation emanating from an illuminated surface during photopolymerisation and report a 3D patterning approach based on coupling planar growth with precisely controlled, yet spontaneous, interfacial instabilities. Photopolymerisation is a complex spatio-temporal process that may lead to well-defined fronts, both stable and unstable. We investigate this light-driven frontal photopolymerisation (FPP) process with a combination of experiments, analytical and numerical modelling. Frontal growth of a series of multifunctional polymers is quantified and described with a ‘minimal’ coarse-grained model, in terms an order parameter Φ(x,t) characterising the extent of monomer-to-polymer conversion. The non-trivial aspects of FPP derive from the coupling of optical attenuation coefficient μ(x,t) and the growing non-uniform network h(x,t). The effect of temperature and nanoparticle fillers (silica, titania, and carbon nanotubes) is elucidated and agrees remarkably with model predictions. Using these results, FPP is demonstrated as a photolithographic3D fabrication process.

References:
[1] A. Vitale, M.G. Hennessy, O.K. Matar, and J. T. Cabral, “A unified approach for patterning via frontal photopolymerization”, Adv. Mater. 27, 6118–6124 (2015)
[2] M.G. Hennessy, A. Vitale, J. T. Cabral and O.K. Matar, "Role of heat generation during frontal photopolymerization" Phys. Rev. E 92, 022403 (2015)
[3] M.G. Hennessy, A. Vitale, O.K. Matar, and J. T. Cabral, "Controlling frontal photopolymerization with optical attenuation and mass diffusion" Phys. Rev. E 91, 062402 (2015)
[4] A. Vitale, M.G. Hennessy, O.K. Matar, and J. T. Cabral, "Interfacial profile and propagation of frontal photopolymerization waves" Macromolecules 48, 198-205 (2015)
[5] M. Mania, O. K. Matar, and J. T. Cabral, "Frontal vitrification of PDMS using air plasma and consequences for surface wrinkling", Soft Matter 11, 3067-3075 (2015)

11h15
CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional
Logótipo do ciclo de webinars, sobre um fundo branco

At AppEEL, we aim to advance the study of evolution from an inter- and transdisciplinary approach and to identify how biological evolutionary theories can be applied to the epistemological, sociocultural and linguistic domains.

Geometry Webinar, por Stéphane Guillermou (CNRS, Univ. Grenoble).

O curso pretende fornecer as ferramentas necessárias para que o investigador na área da saúde consiga desenvolver autonomia para o desenvolvimento de trabalhos de investigação científica utilizando a metodologia estatística apropriada.

Imagem ilustrativa do evento

O cE3c apoia o I Bioblitz Flora de Portugal - conheça mais sobre a iniciativa assistindo a este webinar.

Capa do livro "O Triunfo dos Jardins"

Lançamento do livro "O Triunfo dos Jardins - O pelouro dos Passeios e Arvoredos de Lisboa (1840-1900)", de Ana Duarte Rodrigues (Ciências ULisboa).

O principal objetivo deste evento consiste em dotar e atualizar os formandos para as características comportamentais da Perturbação do Espectro do Autismo, assim como para o impacto desta nas diferentes áreas da vida do estudante do Ensino Superior.

Colóquio de Matemática, por Jorge Buescu (DM-FCUL e CMAFcIO).

Lista de Universidades

Candidaturas até 21 de maio de 2021 (mobilidade no 1.º semestre).

Seminário Permanente de Filosofia das Ciências, por Daniele Molinini (CFCUL/GI1).

Logótipo do Voluntariado em Ciências e prazo de candidatura

Candidaturas de 10 a 25 de maio de 2021.

A mostly practical course, offering an overview on different community ecology and macroecological methods and software.

Evento de promoção da investigação na área da Estatística junto dos alunos de Licenciatura e de 1.º ano de Mestrado.

Neste encontro, iremos distinguir Active de Passive Learning e conhecer formas de aplicar este método em aulas teóricas, no ensino da Engenharia.

Logótipo da conferência, sobre um fundo branco

THE meeting place for Mobility Management practitioners and experts all over Europe.

Neste encontro pedagógico iremos clarificar o papel dos ECTS (European Credit Transfer System) na planificação da carga de esforço dos alunos e na consequente atribuição de tarefas e preparação das aulas.

An overview of the different ways to measure biodiversity, and provides tips for the stratification of primary biodiversity data and the construction of variables that describe its various facets.

This course aims at enabling the participants to use different methods to measure the impacts of pollutants on ecosystems.

Título e data do evento

An overview of recent developments and applications of the algebraic and analytic theory of D-modules.

Desenho de campo e atividades agrícolas

Se tem um projeto inovador, candidate-se até 16 de julho.

How to predict the three-dimensional structure of nucleic acid and proteins from their sequence and use the acquired knowledge to improve or create new methodologies in molecular biology research and diagnostics?

Logótipo do evento, sobre um fundo branco

Welcome to an unique silicon for photovoltaics event in Lisbon!

Logótipo da Unite!

Summer School no âmbito da Rede UNITE! (University Network for Innovation, Technology and Engineering), de que faz parte a ULisboa, com inscrições a decorrer até 15 de maio de 2021.