Fruto de un convenio entre el Conicet y la empresa Siderca, dos investigadores argentinos diseñaron un método de características novedosas que permite producir superficies “superhidrofóbicas”, es decir que rechazan el agua a tal extremo que una muy ligera inclinación del material (apenas uno o dos grados) hace que una gota del líquido ruede sobre su superficie.
La innovación, que ya está protegida por una patente, fue publicada en la prestigiosa revista científica Langmuir: “La originalidad de nuestro trabajo radica en que logramos un recubrimiento que se une al acero muy fuertemente y en sólo dos pasos”, señala el doctor Federico Williams, profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigador del Conicet en el Centro de Investigación Industrial de Tenaris Siderca, empresa que financió la investigación.
Numerosos estudios dan cuenta de modificaciones efectuadas a la superficie de diferentes materiales con el fin de otorgarles nuevas propiedades y funciones. Así, mediante el agregado de nanopartículas (partículas con un tamaño de una mil millonésima parte del metro) se han obtenido elementos con capacidad de autolimpiarse o autorreparar daños en su superficie. Por ejemplo, lentes que no se rayan, pinturas antigrietas o revestimientos antigraffiti para paredes.
Pero la estabilidad de esas superficies nanoestructuradas y, por lo tanto, su rendimiento dependen en gran medida de la fuerza de unión de las nanopartículas con el material. Muchas de las técnicas desarrolladas consiguen uniones débiles o, cuando logran uniones un poco más fuertes, requieren tres etapas muy controladas.
Williams y María Joselevich, coautora del trabajo, no sólo lograron ahorrar un paso, sino que, más importante aún, consiguieron que cada partícula establezca múltiples uniones con la superficie del metal: “Las partículas que diseñamos se adhieren muy fuertemente y, además, lo hacen de manera espontánea, con lo cual evitamos un paso, que es el de la preparación previa de la superficie del metal”, consigna Williams, que volvió a la Argentina tras diez años de trabajo en la Universidad de Cambridge, Inglaterra.
A veces sucede que la observación de la naturaleza permite encontrar soluciones de problemas tecnológicos. De ese modo, el descubrimiento de que la superficie de las hojas de la flor del loto se mantiene permanentemente limpia condujo al estudio de su estructura y a la comprensión del fenómeno de superhidrofobicidad, denominado “efecto loto”.
El efecto de autolimpieza de las hojas de loto, explica Williams, se debe a que tienen una superficie con una estructura que la hace extremadamente hidrofóbica, de tal manera que el agua no se absorbe, sino que rueda y arrastra la suciedad.
“Microscópicamente puede observarse cómo una superficie con dos tipos de prominencias, unas más grandes, del orden del micrómetro (millonésima de metro), y otras más pequeñas, del orden del nanómetro (mil millonésima de metro), que están incrustadas en las primeras. Esa estructura, llamada de doble rugosidad, es una de las condiciones para que haya superhidrofobicidad”, agrega el experto.
Con el modelo de la hoja de loto presente, los investigadores diseñaron micropartículas y nanopartículas de óxido de silicio -”es un material muy barato y relativamente fácil de manipular químicamente”, aclara Williams- con un grupo químico altamente reactivo unido a ellas: “Cada partícula lleva uno o más grupos diazo y eso es lo que les permite establecer una o más uniones espontáneas con el acero”, indica, y destaca: “Expusimos el acero superhidrofóbico a diferentes solventes y a distintas temperaturas y comprobamos que las partículas seguían unidas a la superficie del material, lo que demostró que la unión era fuerte”.
Williams aclara que todavía falta evaluar si este desarrollo es económicamente viable en gran escala: “La empresa decidió patentarlo porque es una tecnología original que, en principio, evitaría la corrosión del acero. También, permitiría exponer maquinaria de acero a temperaturas muy bajas en zonas donde el agua se condensa sobre su superficie y afecta su funcionamiento”, considera, y añade: “En realidad, nosotros empezamos con este tema por simple curiosidad. Hoy hay una potencial utilidad tecnológica que surgió desde la curiosidad científica”. (APF.Digital)
http://www.conicet.gov.ar/NOTICIAS/portal/noticia.php?n=3623&t=4
