Una autocuración hidrófugo, El recubrimiento en aerosol desarrollado en la Universidad de Michigan es cientos de veces más duradero que sus contrapartes.

Podría permitir la impermeabilización de vehículos, ropa, tejados y otras innumerables superficies para las que los actuales tratamientos de impermeabilización son demasiado frágiles. También podría reducir la resistencia de los cascos de los barcos, un paso que reduciría el consumo de combustible de los enormes buques que transportan el 90 por ciento de la carga mundial.

Los desarrolladores dicen que la nueva mezcla es un gran avance en un campo donde décadas de investigación no han logrado producir un recubrimiento duradero. Si bien los acabados repelentes al agua están disponibles en la actualidad, por lo general, no son lo suficientemente fuertes para aplicaciones como ropa o cascos de barcos. Este descubrimiento cambia eso.

"Se han examinado miles de superficies superhidrófobas durante los últimos 20 o 30 años, pero nadie ha podido descubrir cómo diseñar sistemáticamente uno que sea duradero, "dijo Anish Tuteja, Profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales de la U-M. "Creo que eso es lo que realmente hemos logrado aquí, y abrirá la puerta para que otros investigadores creen quizás incluso mejores revestimientos superhidrófobos ".

El revestimiento está hecho de una mezcla de un material llamado "elastómero de poliuretano fluorado" y una molécula repelente de agua especializada conocida como "F-POSS". Se puede rociar fácilmente sobre prácticamente cualquier superficie y tiene una textura ligeramente gomosa que lo hace más resistente que sus predecesores.

Si está dañado, el recubrimiento puede curarse por sí mismo cientos de veces. Puede recuperarse "incluso después de haber sido desgastado, rayado quemado limpiado con plasma, aplanado sonicado y químicamente atacado, "escribieron los investigadores en un artículo publicado recientemente en Interfaz y materiales aplicados de ACS s.

Además de recuperarse físicamente, el revestimiento puede curarse por sí mismo químicamente. Si las moléculas F-POSS repelentes al agua se raspan de la superficie, nuevas moléculas migrarán naturalmente allí para reemplazarlas. Así es como el revestimiento puede renovarse cientos de veces. Su capacidad de curación está limitada solo por su grosor.

El descubrimiento está siendo comercializado por HygraTek, una empresa fundada por Tuteja con la asistencia de U-M Tech Transfer.

Más allá de los recubrimientos detallados en el documento, El proyecto produjo lo que equivale a una receta que los investigadores pueden utilizar para optimizar futuros recubrimientos según los requisitos de costo de una aplicación específica. durabilidad y otros factores.

Como explica el autor principal y estudiante de doctorado de la UM Kevin Golovin, el equipo utilizó un proceso que era radicalmente diferente al de investigaciones previas en el campo.

"La mayoría de los investigadores de la ciencia de los materiales se han centrado en identificar un sistema químico específico que sea lo más duradero y repelente al agua posible, ", dijo." Abordamos el problema de manera diferente, midiendo y mapeando las propiedades químicas básicas que hacen que un recubrimiento repelente al agua sea duradero. Y algunos de los resultados nos sorprendieron ".

Por ejemplo, la mayoría de los recubrimientos hidrofóbicos están hechos de dos ingredientes principales:una molécula activa que proporciona repelencia al agua y un aglutinante. Generalmente, Los investigadores han asumido que el uso de ingredientes más duraderos haría un recubrimiento más duradero. Pero el equipo de Tuteja descubrió que ese no es necesariamente el caso.

Descubrieron que incluso más importante que la durabilidad es una propiedad llamada "miscibilidad parcial, "o la capacidad de dos sustancias para mezclarse parcialmente. La otra variable clave que el equipo descubrió es la estabilidad de la superficie repelente al agua.

La mayoría de los recubrimientos hidrófugos funcionan porque su superficie tiene una geometría muy específica, pilares a menudo microscópicos. Gotas de agua se posan en las puntas de estos pilares, creando bolsas de aire debajo que le niegan al agua un lugar sólido para descansar y hacen que se deslice fácilmente. Pero estas superficies tienden a ser frágiles:una ligera abrasión o incluso la presión del agua misma pueden dañarlas.

La investigación del equipo descubrió que una superficie que es ligeramente flexible puede escapar a esta trampa, aunque parece menos duradera, sus propiedades flexibles le permiten recuperarse del daño.

Tuteja estima que los recubrimientos estarán disponibles para su uso antes de finales de 2017 para aplicaciones que incluyen telas repelentes al agua y recubrimientos en aerosol que los consumidores pueden comprar directamente.