Laboratorios donde trabajamos y técnicas que utilizamos
Laboratorio de cultivos celulares
Para trabajar con organismos vivos en un sistema electroquímico hace falta disponer de una infraestructura especialmente acondicionada para asegurar la supervivencia de los organismos en condiciones estériles, sin contaminación. Para ello, en el laboratorio disponemos de un incubador para mantener las condiciones ambientales adecuadas de las células: 37 º C, 5% de CO2 y humedad relativa del 100%; una campana laminar de flujo, para evitar la contaminación de los cultivos celulares; un autoclave, para esterilizar todo el material que estará en contacto con las células; una centrífuga, para aislar el número de células necesario en cada ensayo; y un microscopio invertido para comprobar la buena salud de las células.
Laboratorio de corrosión-desgaste
En el laboratorio de corrosión-desgaste tenemos un tribómetro pin-on-disk de microtest. Los ensayos de corrosión-desgaste los llevamos a cabo en soluciones acuosas a temperatura controlada. Las cargas que podemos aplicar con nuestro tribómetro para el ensayo de desgaste varía desde 1 N a 60 N y la velocidad de rotación del disco varía de 60 rpm a 300 rpm. La fuerza de fricción la medimos por medio de un transductor de fuerza piezoeléctrico. El comportamiento frente a la corrosión cuando el disco metálico está siendo sometido a desgaste, se mide a través de técnicas electroquímicas de evolución del potencial de corrosión, impedancia electroquímica o polarización anódica. Los datos, tanto de desgaste como de corrosión, son monitoreados utilizando un PC.
Laboratorio de electroquímica avanzada: Microscopio electroquímico de barrido.
En el departamento de Ingeniería de Superficies, Corrosión y Durabilidad, disponemos de un laboratorio donde se integran las técnicas electroquímicas localizadas de campo cercano. El laboratorio lo componen tres equipos de electroquímica localizada para la medida de la reactividad superficial de materiales metálicos: sonda kelvin de barrido (SKP), equipo de espectroscopia de impedancia electroquímica localizada (LEIS), técnica de electrodo vibratorio de barrido SVET) y un microscopio electroquímico de barrido (SECM). Con todos ellos se pueden hacer mapas a escala micrométrica de parámetros electroquímicos como: potencial de corrosión localizado de superficies metálicas expuestas en condiciones elevadas de humedad relativa >95% (SKP) y sumergidas en medios acuosos (SVET), módulo de impedancia y ángulo de fase localizado de superficies metálicas expuestas a medios acuosos de baja conductividad (LEIS) y corrientes faradaicas localizadas de superficies metálicas expuestas a medios acuosos con conductividad moderada o alta (SECM). Con ellas se obtiene un amplio espectro de reactividad superficial localizada de materiales metálicos en términos de potencial, impedancia y corriente a escala micrométrica.
Nosotros utilizamos tres de las técnicas (SKP, LEIS y SECM), pero hemos centrado nuestra atención en el microscopio electroquímico de barrido. Con él, se pueden realizar barridos xyz sobre la superficie de materiales de dimensiones 25x25x25 mm, con una resolución de 20 nm, utilizando microelectrodos de Pt de 10 y 25 µm. La celda electroquímica consta de un microelectrodo de Pt (10 ó 25 µm), el electrodo de trabajo o muestra a estudiar, un contraelectrodo de Pt y un electrodo de referencia. Se trabaja en modo bipotenciostato lo que posibilita polarizar tanto el microeletrodo de Pt como la muestra sometida a estudio. Se obtienen mapas de distribución de corriente en un área superficial específico, que dan idea de la reactividad superficial de los materiales sujetos a estudio.
El esquema de detección del microscopio electroquímico de barrido (SECM) se basa en el posicionamiento de un microelectrodo (punta SECM o sonda) muy cerca de la superficie de la muestra. Esta sonda miniaturizada se mueve paso a paso en una cuadrícula definida por el usuario y la señal electroquímica en corriente se corresponde con la interacción de la sonda de barrido (microelectrodo de Pt) con la superficie del material. El diagrama de la señal de la punta en corriente (corriente-z), frente a la posición (xy) en la superficie de la muestra visualiza la distribución en corriente de la actividad local. La señal de sonda es una corriente faradaica cuyo valor depende de las propiedades específicas de la superficie. A diferencia de los métodos electroquímicos globales, con el microscopio electroquímico se estudian los procesos de velocidad de reacción a nivel local y, por tanto, complementa los métodos globales de análisis en casi todos los ámbitos de la electroquímica.
