(PhysOrg.com) - En la naturaleza, Las superficies texturizadas brindan a algunas plantas la capacidad de atrapar insectos y polen, ciertos insectos la capacidad de caminar sobre el agua, y el gecko la capacidad de escalar paredes. Ser capaz de imitar estas características a mayor escala impulsaría nuevos avances en la energía renovable y la medicina. En un artículo publicado en la edición del 10 de octubre de Materiales de la naturaleza , un equipo de investigadores de Penn State, el Laboratorio de Investigaciones Navales, y la Facultad de Medicina de Harvard informan sobre el desarrollo de una película delgada diseñada que imita las habilidades naturales de los insectos que andan a zancadas en el agua para caminar sobre la superficie del agua, y que las mariposas arrojen agua de sus alas.

Aunque las superficies autolimpiantes superhidrofóbicas son un área activa de investigación, este desarrollo marca un avance de ingeniería en la capacidad de controlar la direccionalidad del transporte de líquidos. Usando una matriz de nanovarillas de poli (p-xilileno) sintetizadas por una técnica de fase de vapor de abajo hacia arriba, los investigadores pudieron fijar gotas de agua en una dirección con enormes fuerzas adhesivas proporcionales al número de nanobarras y la tensión superficial, mientras libera gotas en la dirección opuesta.

El diferencial entre el pin y la fuerza de liberación es de 80 micronewtons, más de diez veces los valores informados en otras superficies diseñadas con características similares a las de un trinquete, y la primera superficie de este tipo que se diseñó a nanoescala. Recientemente, los autores también demostraron adherencia direccional y fricción de estas superficies, similar a la forma en que un gecko puede escalar una pared ( J. Física aplicada , 2010). Los pies de Gecko contienen aproximadamente 4 millones de pelos por milímetro cuadrado, mientras que las nanovarillas de polímero se pueden depositar a razón de 40 millones de varillas por milímetro cuadrado.

La nanopelícula producida por esta técnica, llamada deposición de ángulo oblicuo, proporciona una superficie lisa a microescala para el transporte de pequeñas gotas de agua sin bombas ni ondas ópticas y con una deformación mínima para dispositivos microfluídicos autoalimentados para medicina y para microensamblaje.

En un trabajo patrocinado por la Marina de los EE. UU., la nanofilm está concebida para su uso como un revestimiento que reduciría la resistencia al casco de los barcos y retardaría el ensuciamiento. Los usos potenciales industriales y relacionados con la energía son como jeringas direccionales y diodos de fluidos, dispositivos fluídicos digitales sin bomba, mayor eficiencia de enfriamiento térmico para microchips, revestimientos para neumáticos, e incluso en la producción de energía a partir de las gotas de lluvia.

El líder del equipo de Penn State, Melik Demirel, profesor asociado de ciencias de la ingeniería y mecánica y autor correspondiente del informe, cree que la técnica actual de fase de vapor basada en laboratorio, que aunque relativamente simple todavía requiere un vacío, puede ser reemplazado por una técnica de fase líquida, lo que permitiría escalar la producción de su material al tamaño de la industria. “El mayor impacto de nuestro método es que, por primera vez, podemos crear una superficie direccional controlada a nanoescala, ”Concluye Demirel.