viernes, 31 de mayo de 2019

Crean el material más impermeable conocido en el planeta

Ingenieros estadounidenses crearon el compuesto más resistente al agua conocido hasta el instante. Está inspirado en las peculiaridades que tienen las alas de mariposas y las hojas de capuchina (una planta trepadora de hojas resguardadas originaria de Perú).

El material «súper hidrofóbico» podría preservar la ropa seca y prevenir la capacitación de hielo en los motores de los aeroplanos, aseveran los especialistas que trabajaron en el tema.
Se creía que la hoja de loto era el factor de la naturaleza que conseguía repeler el agua de forma más eficaz, mas un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus iniciales en inglés), en USA, asevera que hay algo mejor.

Al incorporar una suerte de ranuras minúsculas a una superficie hecha de silicio, consiguieron acrecentar la velocidad con la que el agua rebota, lo que representa un incremento de 40% en relación con los valores de referencia empleados hasta el instante.

Este género de ranura se hallan en las alas de las mariposas Morpho y en las venas de las hojas de las capuchinas.

Los científicos aguardan que el empleo de este material en superficies de metal, en lonas y cerámicas dé comienzo a una nueva generación de productos resistentes a la humedad, desde tiendas de campaña hasta turbinas generadoras de energía eólica.
La panqueca perfecta

«Creemos que este compuesto es el más hidrófobo que existe en este momento», afirma Kripa Varanasi, uno de los profesores que participó en su desarrollo.

«Durante bastante tiempo el loto se ha usado como referencia para la fabricación de productos impermeables –prosigue- mas debería comenzarse a meditar en copiar las peculiaridades de las mariposas y las capuchinas».

Cuanto más veloz rebote una gota de agua de un gabán impermeable, más seco se sostendrá. En el caso de cables de electricidad, el proceso de corrosión o bien congelamiento frente a la caída del agua se retrasaría si la gota rebota con mayor velocidad.
Siguiendo esta lógica, los científicos grabaron gotas cayendo en diferentes superficies para calcular cuánto tiempo continuaban sobre ella.

Al caer sobre las hojas de loto, el agua formaba una panqueca perfecta. A continuación, rebotaba una gota simétrica.

El «efecto loto» ha sido replicado en la fabricación de lonas, pinturas y tejas. El secreto se halla en su elevado «ángulo de contacto», que se refiere a una mínima una parte de la gota que es la que hace contacto con la superficie.
Un paso más allí

Tomando en cuenta lo que sucede con las flores de loto, Varanasi y su equipo decidieron concentrarse en un paradigma distinto: el tiempo de contacto.

Conque diseñaron estructuras más grandes (macroscópicas) que aumentan el área en el que el líquido entra en contacto con la superficie, mas que hace que las gotas reboten con mayor velocidad, al separarlas en partes asimétricas.

Cuando las ranuras se emplearon en aluminio y cobre, el agua fue repelida 40% más veloz de lo que lo hubiese conseguido la hoja de loto, como lo hicieron las alas de mariposas y las capuchinas.

En temperaturas exageradamente bajas, el agua rebotó de estas superficies antes que se congelara, una propiedad realmente útil para los motores de los aeroplanos.

Varanasi piensa que el empleo del descubrimiento de su equipo podría acrecentar la eficacia en el funcionamiento de las aspas en las turbinas que se emplean en centrales eléctricas y para producir energía eólica.

«El reto es la durabilidad. Los materiales ‘súper hidrofóbicos’ son biopolímeros muy débiles, no aguantan abrasión ni temperaturas altas. Mas los elementos que examinamos, unidos a otros más fuertes, como el metal y la porcelana, pueden ser la solución», asevera Varanasi.

Efectos prácticos

Agregar las peculiaridades impermeables descritas en la investigación de los especialistas del MIT a determinados materiales no es bastante difícil, conforme se asevera en el estudio publicado en la gaceta Nature.

Fresadoras corrientes pueden hacer los surcos, lo que dejaría llevar el proceso a escala industrial. Este diseño asimismo podría ser replicado en lonas, considera Varanasi.

«Ropa deportiva, abrigos, vestimenta militar y tiendas de campaña. Hay un sinnúmero de áreas en las que se querría eludir el agua y la humedad. Ahora precisamos a los diseñadores: ¿de qué forma conseguimos crear una lona que incluya los elementos que examinamos?».

El equipo que trabaja en el laboratorio que dirige tiene previsto mejorar su descubrimiento y optimarlo con el propósito de crear mezclas que sean aun más impermeables.

«Espero que consigamos reducir el tiempo de contacto en 70% o bien 80%. Hay posibilidades por el hecho de que en nuestros ensayos empleamos una sola ranura, mas en las alas de las mariposas hay ranuras que se intersectan, lo que deja que las gotas se dividan en 4 partes. Y si este número es mayor, el tiempo de contacto disminuye», explica el científico.

Y quien tenga dudas sobre su aseveración, podría investigar su historial de descubrimientos.

En su laboratorio se diseñó el LiquiGlide, un recubrimiento que consigue sacar hasta la última gota de una botella de salsa de tomate, que fue reconocido con el Premio de la Audiencia en la Competencia Empresarial del MIT en 2012.

«Estamos en la busca de nuestro próximo emprendimiento. Abrimos una pequeña ventana a fin de que la gente se pregunte qué es un material ‘súper hidrofóbico’. En la naturaleza podría haber otras especies aun mejores en concepto de impermeabilidad».