Un descubrimiento reciente financiado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea (AFOSR) puede muy bien conducir a un proceso que no solo beneficie a todos los miembros del servicio uniformado del Departamento de Defensa, pero todos los demás también:protección contra agentes químicos / biológicos, a la ropa autolimpiante, a una gestión térmica sin esfuerzo, a la purificación de combustible, así como a un mejor control de fugas, especialmente aceite y combustibles.

En 2006, El director del programa AFOSR, el Dr. Charles Lee, financió al profesor Gareth McKinley en el Instituto de Tecnología de Massachusetts que explora la tecnología de nanocompuestos para aplicaciones de defensa. Anish Tuteja, un estudiante de doctorado del MIT en ese momento, estaba explotando las inusuales propiedades superficiales de un nanocompuesto con nanopartículas fluoradas, para crear una superficie superoleófoba. Después de la graduación, Tuteja se mudó a la Universidad de Michigan en Ann Arbor, donde actualmente es profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales, especializada en ingeniería química y ciencia e ingeniería macromolecular. Recibió una beca del Programa de Investigadores Jóvenes de AFOSR en 2011, y continuó con la misma línea de investigación iniciada en el MIT. Su equipo también incluía al estudiante de doctorado Shuaijun Pan y al investigador postdoctoral Arun Kota, así como la colaboración con el Dr. Joseph Mabry, de la División de Propulsión de Cohetes del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, en Edwards AFB, California.

En su último artículo, "Superficies superomnifóbicas para un blindaje químico eficaz, "en el número actual de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense , Tuteja y su equipo han demostrado superficies que funcionan eficazmente como "escudos químicos contra prácticamente todos los líquidos".

Para hacer esto posible, las superficies se preparan utilizando un recubrimiento a nanoescala que es aproximadamente 95 por ciento de aire, que a su vez, repele líquidos de cualquier material de su clase, haciendo que reboten literalmente en la superficie tratada. Las superficies "poseen escalas jerárquicas de textura reentrante que reducen significativamente el área de contacto sólido-líquido". Todo se reduce a controlar cuánto contacto tiene finalmente el líquido con la superficie tratada. Para lograrlo, los investigadores aplican el recubrimiento a nanoescala mediante un proceso llamado electrohilado, utilizando una carga eléctrica para crear partículas finas de sólido derivadas de una solución líquida.

El revestimiento es una mezcla de "polidimetilsiloxano, "o PDMS, y cubos a nanoescala resistentes a líquidos desarrollados por la Fuerza Aérea que contienen carbono, flúor, silicio y oxígeno. Si bien la química del material es importante, también lo es su textura, porque abraza la estructura de poros de cualquier superficie a la que se aplique, y crea una fina red de bolsas de aire dentro de esos poros, de modo que cualquier líquido que entre en contacto con el revestimiento apenas toque una superficie sólida.

Según el Dr. Tuteja, cuando una superficie sin tratar y un líquido 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 ... hemos reducido drásticamente la interacción entre la superficie y la gota ". Al eliminar de manera efectiva el contacto entre la superficie tratada y el líquido, casi no hay incentivo para que el líquido se extienda, como tal, las gotitas permanecen intactas, interactuando solo con moléculas de sí mismos, y manteniendo su forma esférica.

El equipo de investigación ha probado más de 100 líquidos y encontró solo dos que pudieron penetrar el recubrimiento:ambos eran clorofluorocarbonos, químicos usados ​​en refrigeradores y acondicionadores de aire. En las demostraciones de laboratorio de Tuteja, la superficie repele el café, salsa de soja y aceite vegetal, así como los ácidos clorhídrico y sulfúrico tóxicos, y las superficies también son resistentes a la gasolina y varios alcoholes.

Este programa es de particular interés para la Fuerza Aérea y el Departamento de Defensa, ya que puede ser útil para superficies autolimpiables (en particular, defensa integral transpirable protectora de guerra química / biológica en ropa uniforme y sistemas de sensores), mejora de la eficiencia de la gestión térmica en los sistemas de refrigeración por cambio de fase, purificación de combustible y control de fugas de aceite y combustible en cohetes y aviones. Por no mencionar, protección contra el derrame diario de café.