Ciência

Lasers tornaram este metal super hidrofóbico

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A capacidade de repelir a água tem muitos usos potenciais. Pode ajudar a prevenir a corrosão, bem como o crescimento de organismos; isso significa que os objetos precisam ser limpos com menos frequência, já que a água não pode grudar o suficiente para evaporar e deixar resíduos; e pode impedir a formação de gelo.

Os métodos atuais geralmente envolvem um revestimento hidrofóbico - uma técnica que é propensa a danos, já que o revestimento geralmente é ultrafino e precisa ser reaplicado a cada poucos anos. Uma nova técnica desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Rochester, no entanto, pode tornar uma superfície hidrofóbica sem o uso de revestimentos.

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Como? Com um laser preciso e poderoso que grava um padrão de estruturas em micro e nanoescala na superfície do metal - com base em trabalhos anteriores que usavam padrões a laser para absorver a luz para tornar o metal preto -- criando um material que absorve a luz e repele a água.

O material é muito mais escorregadio do que o Teflon, com o benefício adicional de que as estruturas fazem parte do material - o que significa que não se desgastam facilmente. Você também não precisa inclinar a superfície para a água rolar, como faz com o Teflon.



'O material é tão fortemente repelente à água, que a água realmente ricocheteia. Em seguida, aterrissa na superfície novamente, é ricocheteada novamente e, em seguida, simplesmente rola para fora da superfície', disse Chunlei Guo, professor de óptica em da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Rochester Hajim.

Também é autolimpante: à medida que a água salta na superfície do material, ela pega e leva consigo qualquer poeira, uma teoria testada cobrindo a superfície com a poeira de um saco de aspirador de pó. Três gotas levaram metade das partículas de poeira; a superfície foi completamente limpa com apenas 12 gotas, deixando-a seca e sem poeira.

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É essa propriedade que deixa Guo entusiasmado com suas potenciais aplicações de saneamento em regiões em desenvolvimento, onde a água pode ser escassa e, portanto, preciosa. Poderia ajudar a limpar, por exemplo, latrinas com um mínimo de desperdício de água.

“Nessas regiões, coletar água da chuva é vital e o uso de materiais super-hidrofóbicos pode aumentar a eficiência sem a necessidade de usar grandes funis com ângulos agudos para evitar que a água grude na superfície”, disse Guo. 'Uma segunda aplicação poderia ser a criação de latrinas mais limpas e saudáveis ​​de usar.'

Outra aplicação poderia ser o desenvolvimento de coletores solares térmicos , que absorvem a energia solar na forma de calor e luz, uma vez que a superfície é altamente eficiente em absorver, em vez de refletir, ambos. Este tipo de painel solar não enferruja nem requer muita limpeza.

Ainda há um pouco mais de P&D para fazer, disse Guo. Atualmente, leva uma hora para gravar uma polegada quadrada de superfície de metal usando um laser extremamente poderoso que atinge uma potência de pico equivalente à de toda a rede elétrica da América do Norte (felizmente, cada pulso dura apenas 1 femtosegundo – 1 quadrilionésimo de segundo). Obviamente, ainda não é um material eficiente para fabricar.

O próximo passo é aumentar a velocidade, para que o processo de gravação não demore tanto; além de desenvolver a técnica para gravar outros materiais, como supercondutores e dielétricos, para o desenvolvimento de eletrônicos repelentes à água.

Você pode encontrar o artigo completo da equipe on-line no Revista de Física Aplicada .

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