Il materiale più idrorepellente mai realizzato

Il materiale più idrorepellente mai realizzato

Grazie a una trama composta da migliaia di filamenti nanoscopici, la superficie, descritta su Science, è in grado di repellere anche i liquidi con la minore tensione superficiale oggi conosciuta.

Scordatevi teflon e padelle di ceramica, perché da oggi la parola antiaderente ha un nuovo significato. Un team di ricercatori dellaUniversity of California di Los Angeles (Ucla) ha realizzato infatti una superficie in grado di respingere qualunque tipo di liquido conosciuto, indipendentemente dalla sua tensione superficiale. A differenza dei classici materiali idrorepellenti (anche i più efficaci realizzati fino ad oggi), le proprietà della nuova invenzione, descritta sulle pagine di Science, non dipendono da una specialecomposizione chimica, ma unicamente dalle sue caratteristichefisiche. Si tratta cioè di un pattern di filamenti nanoscopici che può essere riprodotto su qualunque materiale, e che promette applicazioni nei campi più vari, da quello industriale, a quellomedico, fino a quello degli attrezzi da cucina.

Normalmente, le superfici idrorepellenti, o più precisamenteidrofobiche (in grado cioè di respingere l’acqua), dovono questa capacità alla loro composizione chimica. L’acqua infatti è un liquido con una tensione superficiale particolarmente elevata, ha cioè una forte coesione tra le sue molecole, e rimane quindi facilmente separata da altre sostanze. Per repellere liquidi con una tensione superficiale minore, come l’olio, le proprietà chimichedella superficie non bastano. Versando infatti dell’olio da cucina su una tipica padella antiaderente, si nota subito che questo tenderà a colare e spargersi sulla superficie, invece di formaregocce sferiche come avviene con l’acqua.

Negli ultimi anni comunque i fisici sono riusciti a realizzare anche superfici oleofobiche, e per farlo hanno preso ispirazione dalla natura. Le foglie delle piante sono infatti ricoperte da sottilissimi peli, che forniscono una minore superficie di contatto per i liquidi aumentando a dismisura le loro capacità di respingerli. Replicando il trucco su materiali idrofobici, sono state quindi inventate non solo superfici oleofobiche, su cui l’olio si comporta come l’acqua su una padella di teflon, ma anche superidrofobiche, su cui le gocce d’acqua rotolano senza sforzo, come farebbe unapallina di mercurio sulla vostra mano, e persino superoleofobiche. Fino ad oggi però nessuno era mai riuscito a realizzare una superficie omnifobica, il Santo Graal dell’antiaderenza, capace di repellere anche i liquidi con la minore tensione superficiale conosciuta.

Per riuscirvi, i ricercatori della Ucla hanno lavorato sul design delle microscopiche fibre nanometriche (della dimensione di poche decine di micrometri) utilizzate nei materiali superidrofibici. Dando alla punta dei filamenti una forma simile ad una “T”, sono riusciti ad incrementare esponenzialmente latensione superficiale di qualunque liquido entri in contatto con la loro superficie, rendendo la superficie superomnifobica, cioè capace di respingere completamente anche i liquidi più “liquidi”.

Nelle astronavi si vedono i liquidi che formano sfere galleggianti, e questo avviene perché sono completamente circondati dall’aria. Nel nostro caso l’idea è la stessa”, spiega Tingyi “Leo” Liu, primo autore dello pubblicato su Science. “Sulla trama nanoscopica che abbiamo realizzato i liquidi poggiano su un cuscino che è composto per il 95% di aria, e questo fa in modo che la loro tensione superficiale li mantenga coesi, e li faccia rotolare sulla superficie di contatto senza collassare”.

tratto da wired


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