Revestimiento Repelente

Un equipo de investigadores de la Universidad de Michigan ha diseñado un recubrimiento omnipóbico liso, duradero y transparente, que puede ser acoplado a una variedad de superficies y que repele rápidamente todo tipo de suciedad, incluyendo grasa, aceite, leche, alcoholes y mantequilla de maní, entre otros.

Los investigadores sugieren que el material se puede utilizar en la creación de revestimientos para electrodomésticos, productos electrónicos de consumo e industriales, así como en trabajos de acabado.

Las aplicaciones prácticas parecieran innumerables. Los propietarios de computadoras portátiles y teléfonos inteligentes recubiertos con este material no sentirían ningún temor al exponer sus dispositivos al derrame de una taza de café, y los pisos y las paredes protegidos con este material permanecerían limpios por un tiempo prolongado.

De hecho, se espera su aplicación en lentes de cámaras, encimeras y mesas, ventanas y en casi cualquier otro lugar que pueda necesitar protección contra líquidos. Los usos más creativos sugieren que puede mejorar la eficiencia de la refrigeración, los equipos de refinación de petróleo y cualquier otra cosa que funcione a través de la condensación.

Los materiales omnipóbicos tradicionales se componen de dos componentes: el primero le ofrece resistencia al desgaste, el segundo su capacidad de repeler los líquidos. Sin embargo, las propiedades de un material combinado nunca son una suma de las propiedades de sus componentes. El componente repelente lo hace menos resistente y viceversa.

Sólo al seleccionar los ingredientes de una gran biblioteca de sustancias con las propiedades deseadas y mediante el modelado matemático, prediciendo las características del material combinado, los científicos lograron el resultado deseado.

El ingeniero Anish Tuteja, profesor asociado de ciencia de materiales e ingeniería en la Universidad de Michigan y autor principal del proyecto, explica:

Las superficies rugosas pueden repeler el agua debido a burbujas de aire en áreas desiguales, pero dicha protección es inútil en contacto con grasas y alcoholes, ya que tienen una tensión superficial menor. Por lo tanto, la superficie del revestimiento omnipóbicas debe ser muy suave. La suavidad de los materiales sólidos mezclados se logra al reducir la separación de fases. Nuestra tarea era encontrar ingredientes no exfoliantes que se mezclen.

Los investigadores encontraron que la combinación ideal era poliuretano fluorado y una sustancia superhidrófoba, conocida como F-POSS. Su mezcla se puede rociar o aplicar sobre la superficie con un cepillo, o se puede sumergir en productos y piezas terminadas. El recubrimiento se mantiene firme, aunque los creadores del material advierten, se puede raspar con un objeto afilado.

Las sustancias que componen el nuevo material no sólo no degradan sus propiedades, sino que también tienen un alto grado de miscibilidad, por lo que su mezcla es uniforme, lo que ayuda a aumentar la capacidad su repeler líquidos.

El revestimiento debería ser barato y asequible cuando alcance el mercado de masas: el poliuretano fluorado es un ingrediente común de bajo costo, y aunque F-POSS es raro y costoso en la actualidad, los fabricantes están en el proceso de ampliarlo a la producción en masa, lo que debería reducir su costo en gran medida.

Referencia: Smooth, All-Solid, Low-Hysteresis, Omniphobic Surfaces with Enhanced Mechanical Durability. ACM Applied Materials & Interfaces, 2018. DOI: 10.1021/acsami.8b00521

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