Electrospray
Se denomina electrospray al dispositivo que emplea electricidad para dispersar un líquido o para denominar al aerosol que resulta de dicho proceso.
Se aplica un voltaje elevado a un líquido suministrado a través de un emisor o hilera (por lo general un capilar de vidrio o metálico).
Idealmente el líquido al llegar al extremo del emisor forma un cono de Taylor, que emite un jet de líquido por su extremo.
Ondas varicosas en la superficie del jet conducen a la formación de gotitas muy pequeñas y con gran carga eléctrica, que son dispersadas radialmente por repulsión de Coulomb.
A fines del siglo XVI, William Gilbert[1] se propuso describir el comportamiento de los fenómenos magnéticos y electrostáticos.
Este efecto está claramente relacionado con las electropulverizaciones, aunque Gilbert no registró ninguna observación relacionada con la dispersión del líquido bajo el efecto del campo eléctrico.
En 1750, el clérigo y físico francés Jean-Antoine (Abbé) Nollet notó que el agua que fluye desde un recipiente se aerosoliza si el recipiente se electrifica y se le coloca cerca de tierra eléctrica.
[5] Este informe presenta evidencia experimental para varios regímenes operativos de electropulverización (goteo, explosión, pulsación y chorro de cono).
Unos años más tarde, Zeleny capturó las primeras imágenes de filmaciones del menisco líquido dinámico.
[6] Entre 1964 y 1969, Geoffrey Ingram Taylor produjo la base teórica de la electropulverización.
[10] Para simplificar la explicación, los párrafos siguientes analizan el caso de un electrospray con carga eléctrica positiva con el voltaje aplicado al emisor metálico.
Se analiza el caso de un electrospray clásico, con el emisor ubicado a una distancia
El líquido que se pulveriza esta caracterizado por su viscosidad
Este campo produce la polarización del líquido: los portadores de cargas negativas/positivas migran hacia/o desde el electrodo desde el cual se aplica el voltaje.
Para voltajes por encima del umbral el líquido toma una forma cónica.
(independientemente del valor de R) produciendo un cono equipotencial.
El ápice del menisco cónico no puede ser infinitamente pequeño.
A causa de la inestabilidad varicosa intrínseca, el jet de líquido cargado proyectado desde el vértice del cono se disemina en pequeñas gotitas cargadas, que se dispersan radialmente por la carga eléctrica.
El líquido cargado se expulsa a través del ápice del cono y se captura en el contraelectrodo como gotas cargadas o iones positivos.
Para las electrospray de chorro de cono, el potencial en la interfaz metal / líquido se autorregula para generar la misma cantidad de carga que se pierde a través del vértice del cono.
El electrospray puede ser utilizado en nanotecnología,[17] por ejemplo para depositar partículas en superficies.
Ello es realizado pulverizando coloides que en promedio contienen una partícula en cada gota.
La propiedad ionizante del proceso no es crucial para este uso pero puede ser utilizada para precipitación electroestática de las partículas.
En vez de depositar nanopartículas, se puede también fabricar nanoparticulas y nanoestructuras in situ depositando iones metálicos en las posiciones deseadas.
La reducción electroquímica de iones a átomos y su ensamblaje in situ se consideraba el mecanismo para la formación de nanoestructuras.
Las partículas suspendidas en el aire pueden ser cargadas mediante un aerosol electrospray, manipuladas mediante un campo eléctrico, y recogidas por un electrodo puesto a tierra.
