Materiales ultrahidrofóbicos: de la naturaleza a la industria

nanotecnología plástico¿Es posible que una gota de agua rebote sobre una superficie sin mojarla? Habitualmente existe una cierta interacción atractivaentre los materiales sólidos y líquidos que hace difícil imaginarlo. Sin embargo, la ciencia ha dado grandes avances en las últimas décadas en este campo, abriendo un amplio abanico de posibilidades para la industria.

Las superficies ultrahidrofóbicas se basan en el efecto del loto, descubierto en los años setenta a partir de la observación microscópica de las propiedades hidrofóbicas naturales de las hojas de la flor de loto. La superficie de esta planta está compuesta por la adhesión de sustancias no polares como grasas y ceras además de tener una superficie áspera y rugosa que provoca el efecto de hidrofobicidad, llamado también coloquialmente efecto “faquir”, por motivos obvios. Debido a estas características, las flores de loto crecen siempre limpias incluso en zonas fangosas. A mediados de los años noventa, Wilhelm Barthlott imitó y patentó el principio registrado como el “efecto loto” gracias al uso de la nanotecnología, base fundamental en la que se basan las superficies con características hidrofóbicas.

Actualmente, las investigaciones en este tema se centran en buscar el mayor nivel de repulsión al agua de una superficie, es decir, crear la superficie superhidrofóbica ideal,  impermeabilizar las superficies conseguir materiales extremadamente repelentes al agua y evitar la acción del agua.

¿Cómo se consigue una superficie superhidrofóbica?

La hidrofobia es una propiedad fundamentalmente químico-física basada, por un lado, en generar un ángulo de contacto de la gota de agua con la superficie, y, en segundo, en conseguir que ese ángulo tenga la mayor inclinación posible para alejar la gota lo máximo posible de la superficie. De modo que si el ángulo de contacto oscila entre 90 y 150 grados, obtenemos propiedades ultrahidrofóbicas que repelen el agua. En cambio, con un ángulo de contacto superior a 150 grados, a escala nanométrica, se amplifica el efecto de la tensión superficial del agua y hace que se convierta en una superficie imposible de mojar, obteniendo así características superhidrofóbicas. El ángulo de contacto generado por la estructura a nanoescala mantiene una película microscópica de aire, produciendo un cambio en la interfaz básica sólido-agua que evita que el líquido interactúe con la superficie.

¿Para qué aplicaciones?

Estos materiales imposibles de mojar pueden ser útiles para crear paneles solares que no se ensucian o se autolimpian cuando llueve, duchas, bañeras o inodoros en los que no se quedan las marcas del agua, alas de aviones que resisten la formación de hielo en el extremo... Un ejemplo es el proyecto RECAN ejecutado por AIMPLAS a través del cual se ha desarrollado un recubrimiento para aviones que evita la adhesión de hielo y nieve lo que permite mejorar la seguridad y abaratar los costes a las compañías aéreas.

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