È nato il silicone del futuro, quello che potrebbe definirsi il materiale più impermeabile al mondo. Andrà a far parte delle nostre vite quotidiane, dall’idraulica all’ottica fino alla cucina, agli elettrodomestici, ai trasporti e al vestiario.
Ricercatori del Center of Excellence in Life-Inspired Hybrid Materials dell’università di Aalto in Finlandia hanno creato un nuovo meccanismo per far scivolare le gocce d’acqua dalle superfici, come descritto in un nuovo articolo pubblicato su Nature Chemistry. La scoperta rivoluziona le idee esistenti sull’attrito tra superfici solide e acqua e apre una nuova strada per studiare la scivolosità delle goccioline a livello molecolare.
Qualunque sia il materiale solido con il quale abbiamo a che fare, l’acqua interagisce costantemente con le superfici solide aderendo più o meno alla superficie. Ma in questo caso i ricercatori sono riusciti a creare una superficie composta da molecole tenute insieme da legami simili a quelli tra le molecole d’acqua. In un certo senso un liquido che viene a contatto con questa superficie è come se scorresse su altro liquido.
Questo strato molecolare altamente mobile creato dai ricercatori, chiamato (SAM (self-assembled monolayers), è a sua volta legato covalentemente a un substrato di silicio che conferisce al materiale solidità. A a contatto con l’acqua agisce come un lubrificante in maniera tale che una goccia d’acqua non ha alcuna aderenza.
Per creare il materiale SAM, i ricercatori hanno utilizzato un reattore appositamente progettato per creare superfici eterogenee al livello nanometrico. Regolando attentamente le condizioni come la temperatura e il contenuto di acqua all’interno del reattore, potevano variare la quantità di superficie di silicio coperta dal monostrato.
I risultati hanno mostrato una maggiore scivolosità quando la copertura SAM era o bassa o alta, le situazioni in cui la superficie è più omogenea. Con una copertura bassa, la superficie del silicio è il componente più diffuso, mentre con una copertura alta, sono i SAM a essere preponderanti. Per i ricercatori non era intuitivo che anche una copertura bassa producesse un’eccezionale scivolosità.
Hanno poi compreso che a bassa copertura, l’acqua diventa una pellicola sulla superficie e le gocce d’acqua scivolano via. E quando la copertura del SAM è elevata, l’acqua rimane sopra il SAM scivolando via altrettanto facilmente. È solo per valori intermedi tra queste due quantità di SAM che l’acqua aderisce e si attacca alla superficie.
La scoperta promette di avere implicazioni dalla vita quotidiana alle soluzioni industriali. Cose come il trasferimento di calore nei tubi, la condensa, lo sghiacciamento e l’anti-appannamento sono solo alcuni degli usi potenziali. Saranno possibili anche applicazioni nell’abbigliamento, dalle giacche agli impermeabili, quando si risolverà il problema che SAM è che è molto sottile e quindi si disperde facilmente dopo il contatto fisico. Ci sarò dunque un ulteriore rivestimento che, è lecito supporre, non dovrà rompersi.