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

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por Bruno Amorim (International Iberian Nanotechnology Laboratory, Braga, Portugal).

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Pedro Mocho, investigador de CIÊNCIAS, dá conferência no âmbito do Dia Internacional da Geodiversidade.

Seminário do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, por Anatael Cabrera (CNRS-IN2P3 / Université Paris-Saclay).

Seminário de Lógica Matemática, por Fernando Ferreira (University of Lisbon).

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Evento no âmbito do Ciclo de Conferências "Conversas à 3.ª", promovido pela redeMOV da Universidade de Lisboa.

Pormenor de mão a apontar para o ecrã de um computador portátil

Formação com o objetivo de desenvolver conhecimentos que permitam aos interessados a apresentação de candidaturas a oportunidades de financiamento disponibilizadas pelos programas European Innovation Council (EIC), European Research Council (ERC) e Horizon Europe (HE).

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A exposição reúne uma seleção de projetos de design pertencentes à Coleção Paulo Parra, que demonstram na prática a enorme influência que a Bauhaus e a escola de Ulm tiveram na produção industrial durante o séc. XX e, por conseguinte, na qualidade de vida de milhares de pessoas que os utilizaram no seu dia a dia. 

O outono aproxima-se a passos largos e não tarda está aí o inverno... que alimentos se cultivam nesta altura do ano? Não sabes quais e como? Tens um terreno ao qual gostarias de dar algum uso?

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A sessão irá partilhar exemplos de boas práticas de três instituições de ensino superior, nomeadamente de CIÊNCIAS.

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Conferência no âmbito do VII Encontro dos Presidentes dos Conselhos Gerais das Universidades Públicas Portuguesas - a entrada é livre, mediante inscrição prévia.

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Atenção! Este evento vai aumentar a tua pressão arterial. O WBME é um evento de entrada livre que certamente não vais querer perder!

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A Universidade de Lisboa associa-se à Corrida Sempre Mulher, oferecendo as primeiras 70 inscrições na Caminhada, para integrar o grupo da ULisboa. A iniciativa é aberta a toda a comunidade da ULisboa, mediante inscrição até 07 de outubro.

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Join us on October 22 (Tuesday) for the 6th edition of Ciências Research & Innovation Day: an opportunity for faculty, researchers and innovators to share their work with both the internal and external community, fostering collaboration and networking.

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Permacultura? Não é uma pseudociência esotérica? Uma utopia sem fundamento científico? Para desmistificar estas e outras ideias, o permacultor certificado Tiago Silva (SmartLeap) guiar-te-á pelos caminhos desta prática multidisciplinar, fundada em sólidas bases empíricas.

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Instituído com o apoio da Caixa Geral de Depósitos, o Prémio ULisboa tem como objetivo distinguir e premiar uma individualidade de nacionalidade portuguesa ou estrangeira, que tenha contribuído de forma notável para o progresso e o engrandecimento da Ciência e/ou Cultura e projeção internacional de Portugal.

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O primeiro Tropical Summit visa reunir líderes de todo o mundo para abordar os desafios tropicais mais prementes.

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Investigação Ecológica ao Serviço da Conservação

An annual meeting that aims to bring together Evolutionary Biologists working in Portugal and abroad in order to promote scientific cohesion and excellence. This meeting is a forum for scientists of all academic levels (from master students to principal investigators), to present their work and discuss, fostering new ideas and collaborations.

A leading venue for presenting and discussing the latest research, industrial practice and innovations in dependable and secure computing.