Diagrama esquemático de la fabricación de estructuras en forma de hongo. Crédito:KAIST
Un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor Hee Tak Kim y Shin-Hyun Kim en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de KAIST desarrolló una tecnología de fabricación que puede producir de forma económica superficies capaces de repeler líquidos. incluyendo agua y aceite.
El equipo utilizó la fotofluidización de polímeros que contienen moléculas de azobenceno para generar una superficie superomnifóbica que se puede aplicar para desarrollar telas sin manchas. Tubos médicos no bioincrustantes, y superficies libres de corrosión.
Texturas superficiales en forma de hongo, también llamadas estructuras doblemente reentrantes, son conocidos por ser la estructura de superficie más efectiva que mejora la resistencia contra la invasión de líquidos, exhibiendo así una propiedad superomnifóbica superior.
Sin embargo, los procedimientos existentes para su fabricación son muy delicados, pérdida de tiempo, y costoso. Es más, los materiales necesarios para la fabricación se limitan a una oblea de silicio inflexible y cara, lo que limita el uso práctico de la superficie.
Para superar tales limitaciones, El equipo de investigación utilizó un enfoque diferente para fabricar las estructuras reentrantes llamadas fotofludización localizada mediante el uso del peculiar fenómeno óptico de los polímeros que contienen moléculas de azobenceno (denominados azopolímeros). Es un fenómeno en el que un azopolímero se fluidiza bajo irradiación, y la fluidización tiene lugar localmente dentro de la capa superficial delgada del azopolímero.
Imagen SEM de estructura en forma de hongo. Crédito:KAIST
Con este enfoque novedoso, el equipo facilitó la fotofluidización localizada en la capa superficial superior de postes cilíndricos de azopolímero, reconfigurar con éxito los postes cilíndricos a una geometría de reentrada doble mientras la superficie superior delgada fluidizada de un azopolímero fluye hacia abajo.
La estructura desarrollada por el equipo exhibe una propiedad superomnifóbica superior incluso para líquidos que se infiltran en la superficie inmediatamente.
Es más, la propiedad superomnifóbica se puede mantener en una superficie diana curva porque sus materiales superficiales se basan en moléculas altas.
Es más, el procedimiento de fabricación de la estructura es altamente reproducible y escalable, proporcionando una ruta práctica para crear superficies omnifóbicas robustas.
Imagen de propiedad superomnifóbica de diferentes tipos de líquido. Crédito:KAIST
El profesor Hee Tak Kim dijo:"No solo la nueva tecnología de fotofluidización de este estudio produce superficies superomnifóbicas superiores, pero también posee muchas ventajas prácticas en términos de procedimientos fabulosos y flexibilidad material; por lo tanto, podría contribuir enormemente a usos reales en diversas aplicaciones ".
El profesor Shin-Hyun Kim agregó:"La geometría de doble reentrada diseñada en este estudio se inspiró en la estructura de la piel de los colémbolos, insectos que habitan en el suelo y respiran a través de la piel. Mientras realizaba esta investigación, Una vez más me di cuenta de que los humanos pueden aprender de la naturaleza para crear nuevos diseños de ingeniería ".
El artículo (Jaeho Choi como primer autor) fue publicado en ACS Nano , una revista internacional de nanotecnología, en agosto.
