Investigadores del Grupo de Investigación del Profesor Anish Tuteja de MSE, Polímeros Superficies, e interfaces (PSI-ψ); demuestran el uso de su nuevo desarrollo:superficies que repelen todos los líquidos conocidos conocidos como "superficies superomnifóbicas". Una loseta de pantalla sin revestimiento se moja con líquidos, pero una pieza tratada permanece seca. Los investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado una superficie "superomnifóbica" que puede repeler prácticamente cualquier líquido. Foto:Joseph Xu, Comunicaciones y marketing de ingeniería de Michigan
(Phys.org):un recubrimiento a nanoescala que tiene al menos un 95 por ciento de aire repele la gama más amplia de líquidos de cualquier material de su clase, haciendo que reboten en la superficie tratada, según los investigadores de ingeniería de la Universidad de Michigan que lo desarrollaron.
Además de la ropa súper resistente a las manchas, el revestimiento podría dar lugar a prendas transpirables para proteger a los soldados y científicos de los productos químicos, y pinturas impermeables avanzadas que reducen drásticamente la resistencia de los barcos.
Las gotas de soluciones que normalmente dañarían su camisa o su piel retroceden cuando tocan la nueva "superficie superomnifóbica".
"Prácticamente cualquier líquido que le arroje rebota sin mojarlo. Para muchos de los otros recubrimientos similares, líquidos de muy baja tensión superficial como aceites, alcoholes, Ácidos orgánicos, las bases orgánicas y los solventes se adhieren a ellos y podrían comenzar a difundirse y eso no es lo que quieres, "dijo Anish Tuteja, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, ingeniería química y ciencia e ingeniería macromolecular.
Tuteja es el autor correspondiente de un artículo sobre el recubrimiento publicado en el número actual de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .
Ella y sus colegas probaron más de 100 líquidos y encontraron solo dos que pudieron penetrar el recubrimiento. Eran clorofluorocarbonos, productos químicos utilizados en refrigeradores y acondicionadores de aire. En el laboratorio de Tuteja, en una demostración, la superficie repelía el café, salsa de soja y aceite vegetal, así como ácidos clorhídrico y sulfúrico tóxicos que pueden quemar la piel. Tuteja dice que también es resistente a la gasolina y varios alcoholes.
Para aplicar el recubrimiento, los investigadores utilizan una técnica llamada electrohilado que utiliza una carga eléctrica para crear partículas finas de sólido a partir de una solución líquida. Hasta aquí, han revestido pequeños azulejos de pantalla y franjas de tela del tamaño de una estampilla.
El revestimiento es una mezcla de partículas de plástico gomoso de "polidimetilsiloxano, "o PDMS, y cubos a nanoescala resistentes a líquidos desarrollados por la Fuerza Aérea que contienen carbono, flúor, silicio y oxígeno. La química del material es importante, pero también lo es su textura. Abarca la estructura de los poros de cualquier superficie a la que se esté aplicando, y también crea una red más fina dentro de esos poros. Esta estructura significa que entre el 95 y el 99 por ciento del revestimiento son en realidad bolsas de aire, de modo que cualquier líquido que entre en contacto con el revestimiento apenas toque una superficie sólida.
Foto:Joseph Xu, Comunicaciones y marketing de ingeniería de Michigan
Debido a que el líquido toca meros filamentos de la superficie sólida, a diferencia de un área más grande, el recubrimiento desarrollado puede reducir drásticamente las fuerzas intermoleculares que normalmente unen los dos estados de la materia. Estas fuerzas de interacción de Van der Waals se mantienen al mínimo.
"Normalmente, cuando los dos materiales se acercan, se imbuyen una pequeña carga positiva o negativa entre sí, y tan pronto como el líquido entre en contacto con la superficie sólida comenzará a extenderse, "Dijo Tuteja." Hemos reducido drásticamente la interacción entre la superficie y la gota ".
Sin casi ningún incentivo para difundirse, las gotitas permanecen intactas, interactuando solo con moléculas de sí mismos, manteniendo una forma esférica, y literalmente rebotando en el revestimiento.
Una clasificación de líquido que repele este recubrimiento es la denominada categoría no newtoniana, que incluye champús, natillas, sangre, pinturas arcillas y tintas de imprenta, por ejemplo. Se trata de líquidos que cambian de viscosidad en función de las fuerzas que se les apliquen. Se diferencian de los newtonianos, como el agua y la mayoría de los demás líquidos, cuya viscosidad permanece igual sin importar la fuerza aplicada. La viscosidad es una medida de la resistencia de un líquido a fluir al aplicar fuerza, ya veces se piensa en su grosor.
"Nadie ha demostrado nunca el rebote de líquidos no newtonianos de baja tensión superficial, "Dijo Tuteja.
