Cuando se forma hielo en las superficies, puede provocar una variedad de problemas, desde caminos y aceras resbaladizos hasta cortes de energía y accidentes aéreos. Los métodos convencionales de deshielo a menudo implican el uso de productos químicos o raspado mecánico, los cuales pueden consumir mucho tiempo, mano de obra y ser perjudiciales para el medio ambiente.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Yutaka Masuda de la Universidad de Ciencias de Tokio, buscó explorar un enfoque alternativo estudiando cómo los gradientes de la superficie afectan el comportamiento de las gotas de agua. Plantearon la hipótesis de que al controlar la topografía de la superficie, podría ser posible reducir la fuerza de adhesión entre el hielo y la superficie, facilitando su eliminación.
Para probar su hipótesis, los investigadores fabricaron una serie de superficies con diferentes estructuras de gradiente utilizando una técnica llamada "microfabricación". Luego colocaron gotas de agua sobre estas superficies y observaron su comportamiento.
Sus observaciones revelaron que las superficies de gradiente influyeron significativamente en el comportamiento de las gotas. En superficies con una pendiente gradual, las gotas se esparcieron más fácilmente y mostraron ángulos de contacto reducidos en comparación con superficies con una pendiente más pronunciada. Esta reducción en el ángulo de contacto indica una adhesión más débil entre la gota y la superficie.
Además, el equipo descubrió que los gradientes de la superficie afectaban el comportamiento de congelación y fusión de las gotas. En superficies con una pendiente gradual, las gotas se congelaron más lentamente y se derritieron más rápidamente, lo que podría resultar ventajoso para prevenir la acumulación de hielo.
Basándose en estos hallazgos, los investigadores concluyeron que los gradientes de la superficie pueden influir en el comportamiento de las gotas, incluida la formación y adhesión de hielo, lo que sugiere su posible aplicación en el desarrollo de superficies anticongelantes. Proponen que dichas superficies podrían usarse en diversos campos y aplicaciones donde la prevención del hielo es crucial, como el transporte, la transmisión de energía y la industria aeroespacial.
Este descubrimiento resalta la importancia de comprender y manipular las propiedades de la superficie a nivel microscópico para lograr los efectos macroscópicos deseados. Abre posibilidades interesantes para el diseño y la fabricación de superficies novedosas con funcionalidades personalizadas para una amplia gama de aplicaciones más allá del antihielo, incluidas superficies autolimpiantes, transporte de líquidos y microfluidos.
