Parliamo di una struttura simil-liquida che è in grado di repellere un altro liquido. Scopriamo il potenziale enorme della scoperta e le eventuali applicazioni future
Nel mondo della scienza dei materiali, la ricerca di superfici altamente idrorepellenti è sempre stata una priorità.
Gli scienziati e gli ingegneri sono costantemente alla ricerca di nuovi materiali e tecniche per rendere le superfici resistenti all’acqua, e recentemente, una scoperta ha catturato l’attenzione di esperti in tutto il mondo.
È stata identificata la superficie più idrorepellente mai creata, aprendo nuove possibilità per applicazioni in vari settori.
La scoperta della Aalto University
Una squadra di ricercatori, guidata da Robin Ras, della Aalto University, ha sviluppato un nuovo meccanismo per far scivolare le gocce d’acqua dalle superfici.
La scoperta, descritta in un articolo pubblicato su Nature Chemistry, sfida le idee esistenti sull’attrito tra superfici solide e acqua e apre una nuova strada per studiare la scivolosità delle goccioline a livello molecolare.
Il potenziale della nuova tecnica
La nuova tecnica ha applicazioni in una vasta gamma di campi, tra cui l’idraulica, l’ottica e l’industria automobilistica e marittima.
Il team ha realizzato delle superfici in silicio che sono state poi ricoperte da uno strato di molecole simile a un liquido, che risulta altamente mobile pur rimanendo legato covalentemente alla superficie, in modo da inserirsi tra le particelle d’acqua esterne e la superficie “reale”. Questa nuova superficie viene definita “monostrato autoassemblato”.
Ma presenta una grande sfida
“Sarà utile anche per la microfluidica, dove minuscole goccioline devono essere spostate senza intoppi e per la creazione di superfici autopulenti. Il nostro meccanismo è un nuovo modo per aumentare la mobilità delle goccioline ovunque sia necessario“, ha affermato Sakari Lepikko, uno degli autori.
Tale rivestimento presenta però un problema decisamente difficile da sottovalutare: risulta infatti essere estremamente sottile, al punto che è sufficiente il contatto con l’acqua (o con un liquido) per farlo completamente disperdere.
“Un nuovo modo per aumentare la mobilità delle gocce”
Il gruppo di ricerca ha utilizzato un reattore appositamente progettato per creare uno strato liquido di molecole, chiamato monostrato autoassemblato o SAM, su una superficie di silicio.
Regolando attentamente le condizioni, come la temperatura e il contenuto d’acqua all’interno del reattore, la squadra di scienziati ha potuto regolare con precisione la quantità della superficie di silicio coperta dal monostrato.
“Il nostro meccanismo controintuitivo è un nuovo modo per aumentare la mobilità delle gocce ovunque sia necessaria“, ha sottolineato Lepikko.
La portata rivoluzionaria della scoperta
Queste superfici in silicio ricoperte da un monostrato autoassemblato, dette anche SAM, rappresentano una vera innovazione a livello nanometrico. Grazie a questa tecnologia, gli scienziati sono riusciti a creare superfici altamente idrorepellenti che possono rivoluzionare numerosi settori.
L’acqua interagisce sempre con le superfici solide. La cucina, i trasporti, l’ottica e centinaia di altre tecnologie sono influenzate dal modo in cui l’acqua si attacca alle superfici o scivola via da esse.
La comprensione della dinamica molecolare di queste microscopiche goccioline può aiutare scienziati e ingegneri a trovare il modo di migliorare molte tecnologie domestiche e industriali.
I vantaggi delle superfici simil-liquide
Quelle simil-liquide sono un nuovo tipo di superfici repellenti alle gocce d’acqua che offrono molti vantaggi tecnici rispetto agli approcci tradizionali.
Si tratta di strati molecolari altamente mobili ma legati covalentemente al substrato, che conferiscono alle superfici solide una qualità simile a quella di un liquido, che agisce come uno strato di lubrificante tra le gocce d’acqua e la superficie stessa.
Le potenziali applicazioni delle SAM
La scoperta di questa superficie idrorepellente ha il potenziale per rivoluzionare numerose applicazioni.
Ad esempio, potrebbe essere utilizzata per creare vestiti impermeabili altamente traspiranti che tengono lontana l’acqua ma permettono al corpo di respirare.
Inoltre, può essere applicata in settori come l’edilizia, dove superfici idrorepellenti potrebbero aumentare la durata di edifici e infrastrutture.
Le parole dell’autore sul futuro
“I potenziali impieghi sono il trasferimento di calore nelle tubature, lo sbrinamento e l’antiappannamento; inoltre, sarà utile nella microfluidica, dove le minuscole goccioline devono essere spostate senza problemi, e nella creazione di superfici autopulenti“, ha sostenuto Lepikko.
In futuro, gli scienziati intendono approfondire l’argomento e sperimentare ulteriormente la configurazione del monostrato autoassemblante, al fine di migliorare lo strato stesso.
In definitiva, nonostante rimangano sfide da affrontare, la scoperta di queste superfici altamente idrorepellenti offre un nuovo orizzonte nell’ambito dei materiali avanzati ispirati alla natura.