I ricercatori hanno creato la superficie più repellente di sempre

I ricercatori sono riusciti a creare una superficie super idrorepellente - una scoperta che potrebbe offrire nuove applicazioni potenziali nei settori dell'idraulica, dell'ottica e dell'industria automobilistica e marittima.

La ricerca, pubblicata su Nature Chemistry, mette in discussione le attuali conoscenze sull'interazione tra superfici solide e acqua. La ricerca spiega come una migliore comprensione della dinamica molecolare delle gocce d'acqua sulle superfici possa fornire spunti per migliorare diverse tecnologie.

Nell'ambito dello studio, i ricercatori hanno introdotto un nuovo tipo di superficie idrorepellente, nota come superficie simil-liquida. Queste superfici sono costituite da una struttura unica di strati molecolari altamente mobili e con un forte legame chimico. In questo modo si crea uno strato lubrificante tra le gocce d'acqua e la superficie solida.

L'effetto dell'acqua sulla schiena dell'anatra

Per condurre questa ricerca, un team ha utilizzato un reattore appositamente progettato per creare uno strato simile a un liquido di monostrati auto-assemblati (SAM) su una superficie di silicio.

"Il nostro lavoro è la prima volta che qualcuno si spinge direttamente al livello nanometrico per creare superfici molecolarmente eterogenee", ha spiegato l'autore principale dello studio, il dottorando Sakari Lepikko.

Controllando parametri come la temperatura e il contenuto d'acqua nel reattore, gli scienziati hanno potuto controllare con precisione la copertura della superficie di silicio da parte dello strato SAM.

I risultati hanno dimostrato che la superficie presentava una maggiore scivolosità quando la copertura SAM era bassa o alta, il che corrisponde a situazioni in cui la superficie era più uniforme nella sua composizione.

Aalto University researchers have developed the world's most water-repellent surface, poised to revolutionize industries. Using "liquid-like surfaces" and self-assembled monolayers, they challenge our understanding of water-solid interactions.https://t.co/x5YHHhB9Gc

— Interesting Engineering (@IntEngineering) October 27, 2023

Sorprendentemente, anche una bassa copertura di SAM ha prodotto alti livelli di scivolosità, sfidando la convinzione convenzionale che una pellicola d'acqua su una superficie aumenti l'attrito. La ricerca ha quindi rivelato che l'acqua scorre liberamente tra le molecole di SAM a bassa copertura, permettendole di scivolare via dalla superficie.

Quando la copertura del SAM è elevata, l'acqua rimane in cima allo strato di SAM e può comunque scivolare via facilmente. Solo nello stato intermedio l'acqua aderisce ai SAM e si attacca alla superficie.

La superficie più scivolosa del mondo

La nuova tecnica ha raggiunto un traguardo impressionante, creando la superficie liquida più scivolosa al mondo: una scoperta destinata ad avere ampie applicazioni ovunque siano necessarie superfici idrorepellenti.

I potenziali impieghi includono il trasferimento di calore nelle tubature, lo sbrinamento, l'antiappannamento, la microfluidica e lo sviluppo di superfici autopulenti.

"Il nostro meccanismo controintuitivo è un nuovo modo per aumentare la mobilità delle gocce ovunque sia necessaria", ha aggiunto Lepikko.

Sebbene i rivestimenti SAM siano estremamente sottili e possano disperdersi facilmente al contatto fisico, si pensa che le conoscenze scientifiche acquisite da questo lavoro possano essere sfruttate per creare applicazioni pratiche e più durature in futuro.