Crean una superficie arrugada que repele los líquidos al instante

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Investigadores de la Universidad de Boston y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han desarrollado una nueva superficie arrugada capaz de repeler los líquidos mucho más deprisa, de forma que las gotas rebotan y salen despedidas en un tiempo récord, reduciendo el tiempo de contacto en al menos un 40%. Esta innovación, descrita en la revista Nature, puede tener interesantes aplicaciones en una variedad de objetos que funcionan mejor secos, como las alas de los aviones.

El tiempo que la gota se mantiene en contacto con una superficie es importante, ya que puede suponer cambios significativos. «Si se puede conseguir que las gotas reboten más rápido, se pueden lograr muchas ventajas», explica Kripa Varanasi, profesor de Ingeniería Mecánica en el MIT. Por ejemplo, resulta fundamental para evitar la acumulación de hielo en las alas de un avión porque cuanto más tiempo permanezca en contacto la gota con el fuselaje, mayor es su probabilidad de congelación.

La sabiduría popular sostiene que la manera de lograr que ese tiempo de contacto sea mínimo pasa por utilizar superficies superhidrófobas de baja adhesión, que suelen ser lisas. Pero el equipo de Varanasi descubrió que el aumento de la superficie de interacción de una forma particular puede acelerar el proceso. Para facilitar esta interacción, los científicos añadieron características como rugosidades, que rompen la simetría de las gotas y pueden servir para dividirlas, provocando su retroceso en formas altamente irregulares.

Estas superficies estriadas pueden provocar tiempos de contacto un 40% más cortos que las superficies de control. «Hemos demostrado que podemos usar la textura de la superficie para remodelar la forma en la que retrocede una gota, de tal manera que el tiempo de contacto total se reduce de manera significativa», señala James Bird, profesor asistente de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Boston. «El resultado es que la superficie se mantiene más seca durante más tiempo».

Alas de mariposa

Según Varanasi, es posible reducir todavía más ese tiempo a través de la optimización de las texturas, hasta una disminución de entre el 70 y el 80%. El hallazgo puede ser útil para una gran variedad de aplicaciones, como el ejemplo anterior del agua congelada en las alas de los aviones, pero también pueden tener implicaciones para la ecología. Los investigadores encontraron que algunas alas de mariposa producen el mismo efecto naturalmente, lo que limita la posibilidad de que el agua se extienda a lo largo de las alas y reduzca sus propiedades aerodinámicas, proporcionándoles una clara ventaja de supervivencia. Del mismo modo, las venas de las hojas de capuchina (Tropaeolum majus), a diferencia de los de la mayoría de las hojas de las plantas, se encuentran en la parte superior, donde sirven para romper las gotas que caen.

Los científicos del MIT descubrieron que las gotas que rebotan en las alas de la mariposa y las hojas de la capuchina salen disparadas más rápido que en las hojas de loto, que a menudo se consideran la mejor de las superficies no humectantes.