Conheça a superfície mais repelente à água já criada por pesquisadores

Os cientistas conseguiram criar uma superfície super repelente à água – um avanço que poderá oferecer novas aplicações potenciais nos setores hidráulico, ótico, automobilístico e marítimo.

Desafiando a compreensão atual da interação entre superfícies sólidas e água, a pesquisa foi publicada na revista Nature Chemistry. O estudo detalha como uma melhor compreensão da dinâmica molecular das gotículas de água nas superfícies pode fornecer informações sobre o aprimoramento de várias tecnologias.

Como parte do estudo, os pesquisadores introduziram um novo tipo de superfície repelente à água, conhecida como 'superfície semelhante a líquido'. Essas superfícies consistem em uma estrutura única de camadas moleculares que são altamente móveis e possuem uma forte ligação química. Isso fornece uma camada semelhante a lubrificante entre as gotas de água e a superfície sólida.

Como água nas penas de um pato

Liderando esta pesquisa, uma equipe usou um reator especialmente projetado para criar uma camada semelhante a um líquido de monocamadas automontadas (SAMs) em uma superfície de silício.

"Nosso trabalho é a primeira vez que alguém vai diretamente ao nível nanométrico para criar superfícies molecularmente heterogêneas", explicou o autor principal do estudo, Sakari Lepikko.

Ao controlar parâmetros como temperatura e conteúdo de água no reator, Lepikko disse que os cientistas poderiam controlar com precisão a cobertura da superfície de silício pela camada SAM.

Os resultados demonstraram que a superfície era mais escorregadia quando a cobertura do SAM era baixa, correspondendo a situações em que a superfície era mais uniforme na sua composição.

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

Surpreendentemente, mesmo a baixa cobertura dos SAMs resultou em elevados níveis de escorregadia, desafiando a crença convencional de que uma película de água sobre uma superfície aumentaria o atrito. E assim, a pesquisa revelou que a água flui livremente entre as moléculas de SAM em baixa cobertura, permitindo que deslize para fora da superfície.

Quando a cobertura do SAM é alta, a água permanece no topo da camada do SAM e ainda pode deslizar facilmente. Somente no estado intermediário a água adere aos SAMs e adere à superfície.

A superfície mais escorregadia do mundo

A nova técnica alcançou um marco impressionante ao criar a superfície líquida mais escorregadia do mundo – uma descoberta que está preparada para ter amplas aplicações onde quer que sejam necessárias superfícies repelentes à água.

Os usos potenciais incluem transferência de calor em tubulações, descongelamento, antiembaçamento, microfluídica e desenvolvimento de superfícies autolimpantes.

"Nosso mecanismo contra-intuitivo é uma nova maneira de aumentar a mobilidade das gotículas onde quer que seja necessário", acrescentou Lepikko.

Embora os revestimentos SAM sejam extremamente finos e possam se dispersar facilmente com o contato físico, acredita-se que o conhecimento científico obtido com este trabalho possa ser aproveitado para criar aplicações mais duráveis e práticas no futuro.