Materiais Avançados

Material fica seco mesmo embaixo d'água

Material fica seco mesmo embaixo d'água
O material ficou seco durante os quatro meses que duraram o experimento. [Imagem: Konrad Rykaczewski]

Super-hidrofobicidade

Paul Jones, da Universidade Northwestern (EUA), descobriu como fazer com que superfícies aparentemente lisas fiquem inteiramente secas mesmo quando mergulhadas na água.

Se a técnica puder ser ampliada para escalas maiores, seu impacto poderá alcançar quase toda a indústria.

É possível imaginar, por exemplo, cascos de navios com um mínimo de arrasto, e tubulações nas quais os fluidos - de água a petróleo - correm quase sem atrito.

Vapor espontâneo

A técnica em si não é nova, consistindo na criação de microestruturas no material que tornam sua superfície super-hidrofóbica, ou seja, com uma capacidade para repelir fortemente a água.

A novidade é que Paul Jones descobriu a rugosidade correta para que a superfície mantenha-se seca por longos períodos de tempo mesmo quando totalmente mergulhada na água, o que ocorre porque se forma espontaneamente uma camada de vapor que impede que a água toque o material.

Os experimentos duraram quatro meses, sem sinais de perda de capacidade da super-hidrofobicidade do material.

"O truque é usar superfícies rugosas com as dimensões e a química correta para promover a formação de vapor," explicou o professor Neelesh Patankar, coordenador da equipe.

Evaporação ou efervescência

O mecanismo de aprisionamento do vapor, que impede que a água entre em contato direto com a superfície, ainda não é bem compreendido pelos cientistas, que acreditam que a dimensão na casa dos micrômetros é parte essencial do fenômeno, uma vez que a super-hidrofibicidade desaparece quando a dimensão das rugosidades desce para a escala dos nanômetros.

"Quando os vales têm cerca de um micrômetro de largura, bolsões de vapor de água se acumulam no material por evaporação ou efervescência, exatamente como uma gota de água evapora sem precisar ferver. Esses bolsões de gás defletem a água, mantendo a superfície seca," acrescentou.

Bibliografia:

Sustaining dry surfaces under water
Paul R. Jones, Xiuqing Hao, Eduardo R. Cruz-Chu, Konrad Rykaczewski, Krishanu Nandy, Thomas M. Schutzius, Kripa K. Varanasi, Constantine M. Megaridis, Jens H. Walther, Petros Koumoutsakos, Horacio D. Espinosa, Neelesh A. Patankar
Nature Scientific Reports
Vol.: 5, Article number: 12311
DOI: 10.1038/srep12311




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