Internacional. Investigadores de la Universidad de Sydney observan que las moléculas de aceite conservan sus propiedades "similares a las de un líquido" cuando se unen químicamente como una capa extremadamente delgada a superficies sólidas.
Esto abre nuevas posibilidades para diseñar materiales sostenibles con características antiadherentes.
Los recubrimientos "similares a líquidos" que estudió el equipo, conocidos como superficies líquidas resbaladizas unidas covalentemente (SCALS), se producen a partir de siliconas o polietilenglicol, los cuales se descomponen en subproductos inofensivos en el medio ambiente.
Los SCAL son antiadhesivos sin depender de los problemáticos polímeros perfluorados (PFAS), conocidos como "químicos permanentes" que generalmente se usan por sus propiedades de baja adherencia.
“Estas capas similares a líquidos son extremadamente resbaladizas para la mayoría de los contaminantes”, señaló la profesora Chiara Neto, que dirige el Laboratorio de Nanointerfaces de la Universidad de Sydney.
“Eliminan gotas de líquido sin esfuerzo, lo cual es excelente para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor y para recolectar agua, evitan la acumulación de incrustaciones y resisten la adhesión de hielo y bacterias, acercándonos un paso más a un mundo autolimpiante”, agregó Neto.
"Podemos correlacionar el rendimiento excepcional de estas capas con su nanoestructura, lo que significa que ahora sabemos a qué apuntamos cuando diseñamos superficies resbaladizas, lo que nos permite hacerlas aún más efectivas y proporcionar alternativas viables a los recubrimientos fluorados", continuó Neto.
Las resbaladizas capas nanofinas, de entre dos y cinco milmillonésimas de metro de espesor o 10.000 veces más finas que un cabello humano, están formadas por moléculas de aceite de sólo cien átomos de largo.
Para desentrañar los secretos de sus recubrimientos líquidos ultrafinos, el equipo utilizó dos técnicas para "ver" las capas superficiales.
La primera técnica es la espectroscopia de fuerza de una sola molécula, que mide la longitud de las moléculas individuales y la fuerza necesaria para estirarlas o comprimirlas. El segundo es la reflectometría de neutrones, que permite a los científicos medir la longitud y la densidad de injerto de las moléculas.
“Descubrimos que si las moléculas líquidas eran demasiado cortas y escasamente injertadas en la superficie sólida, no cubrían adecuadamente la superficie sólida subyacente y permanecían pegajosas. Por otro lado, si las moléculas eran demasiado largas o estaban injertadas demasiado densamente, no tenían suficiente flexibilidad para actuar como un líquido”, explicó Neto.
"Para que SCALS sea efectivo, necesitaban estar en una zona de Ricitos de Oro, donde no sean ni demasiado cortos ni demasiado largos, ni demasiado sueltos o demasiado apretados", añadió Neto.
Para demostrar definitivamente que las propiedades excepcionales de estas capas se deben a su estado "líquido", el equipo midió la velocidad a la que una pequeña molécula sonda se difundía dentro de la capa.
Las moléculas pueden difundirse a través de líquidos, pero no a través de sólidos. El profesor Neto dijo que la difusión molecular más rápida se observó en la zona de Ricitos de Oro, donde las moléculas de aceite tienen la longitud justa y están injertadas con una densidad moderada.
