Un material al que la mayoría de los líquidos no mojarán

Un recubrimiento a nanoescala formado de por lo menos un 95 por ciento de aire repele la más amplia gama de líquidos que cualquier material en su clase, haciendo que reboten en la superficie tratada, según los investigadores de ingeniería de la Universidad de Michigan que lo desarrollaron

Además de ropa súper resistente a las manchas, el recubrimiento podría permitir crear prendas no herméticas que protejar a los soldados y científicos de las sustancias químicas, y avanzadas pinturas impermeables que reduzcan drásticamente la fricción contra el agua en los buques.

Gotas de soluciones que normalmente dañarían su camisa o su piel son rechazadas cuando tocan la nueva «superficie superomnifóbica».

«Prácticamente cualquier líquido que se arroje en ella rebota a un lado sin mojarla. En muchos de los revestimientos similares, los líquidos de muy baja tensión superficial, tales como los aceites, alcoholes, ácidos orgánicos, bases y solventes orgánicos se adhieren a ellas y podrían comenzar a difundirse a través de éstas, y eso es lo que no queremos «, dice Anish Tuteja, profesora asistente de ciencias de los materiales e ingeniería, ingeniería química y ciencia e ingeniería macromolecular.

Tuteja es la autora principal de un artículo sobre el revestimiento publicado en el último número de la Revista de la Sociedad Química Americana.

Ella y sus colegas evaluaron a más de 100 líquidos, y sólo encontraron dos que fueron capaces de penetrar el revestimiento. Fueron los clorofluorocarbonos; productos químicos utilizados en refrigeradores y acondicionadores de aire. En el laboratorio de Tuteja, en una demostración, la superficie repelió café, salsa de soja y aceite vegetal, así como tóxico clorhídrico y sulfúrico, que pueden quemar la piel. Tuteja dice que es también resistente a la gasolina y diversos alcoholes.

Para aplicar el recubrimiento, los investigadores utilizan una técnica llamada «electrospinning», que utiliza una carga eléctrica para crear partículas finas de sólido a partir de una solución líquida. Hasta el momento, se han revestido pequeños recuadros de material y partes de tela del tamaño de un sello de correos.

El recubrimiento es una mezcla de gomosas partículas de plástico «polidimetilsiloxano» (polydimethylsiloxane), o PDMS, y cubos nanoescala resistentes a los líquidos desarrollados por la Fuerza Aérea norteamericana, que contienen carbono, flúor, silicio y oxígeno. La química del material es importante, pero también lo es su textura. Se abraza a la estructura de poros de cualquier superficie a la que se le esté aplicando, y también crea una red más fina dentro de los poros. La estructura implica que entre el 95 y el 99 por ciento de la capa está formada, en realidad, de bolsas de aire, por lo que cualquier líquido que entra en contacto con el revestimiento apenas toca superficie sólida.

Debido a que el líquido toca meros filamentos de la superficie sólida, en lugar de un área mayor, el recubrimiento desarrollado puede reducir drásticamente las fuerzas intermoleculares que normalmente atraen entre sí a los dos estados de la materia. Estas fuerzas Van der Waals de interacción se mantienen en un mínimo.

«Normalmente, cuando se acercan dos materiales, éstos impregnan una pequeña carga positiva o negativa en el otro, y tan pronto como el líquido entra en contacto con la superficie sólida empieza a propagarse», dijo Tuteja. «Hemos reducido drásticamente la interacción entre la superficie y la gota.»

Con casi ningún incentivo para propagarse, las gotas permanecen intactas, interactuando sólo con moléculas propias, manteniendo una forma esférica, y literalmente rebotando en el recubrimiento.

La clasificación del líquido que este revestimiento repele es la llamada categoría no-newtoniana, que incluye champús, cremas, sangre, pinturas, arcillas y tintas de impresora, por ejemplo. Estos son líquidos que cambian su viscosidad en función de las fuerzas que se aplican a ellos. Se diferencian de los newtonianos, como el agua y la mayoría de los otros líquidos, cuya viscosidad permanece la misma independientemente de la fuerza aplicada. La viscosidad es una medida de la resistencia de un líquido a fluir en la aplicación de la fuerza, y es a veces considerado como su espesor.

«Nadie ha demostrado el rebote de líquidos no newtonianos de baja tensión superficial», dijo Tuteja.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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