Internacional. Nuevos materiales han sido desarrollados por científicos del Instituto de Investigación de Seguridad Energética (ESRI) de la Universidad de Swansea, los cuales no son tóxicos, son económicos y prometen reemplazar materiales más caros y peligrosos utilizados para impermeabilización y antiincrustantes/empañamiento.
Una nueva clase de nanomateriales con humectabilidad sintonizable tiene importantes aplicaciones que van desde el antiincrustante hasta las superficies impermeabilizantes. Los materiales fabricados por los científicos de la Universidad de Swansea son económicos, no tóxicos y pueden aplicarse a una variedad de superficies mediante pulverización o revestimiento por centrifugado.
Los nanomateriales revestidos por pulverización proporcionan una textura a las superficies, independientemente del sustrato, y la funcionalidad química que puede alterar la superficie, de superhydrophilic (humedecer agua) a superhydrophobic (repelente de agua) basados en la elección de la funcionalidad a medida.
Wafaa Al-Shatty, estudiante de maestría en el Instituto de Investigación de Seguridad Energética en el Campus de la Universidad de Swansea, llevó a cabo la fabricación y pruebas de baja energía superficial a materiales de alta energía superficial.
Allí, sintetizó nanopartículas de óxido de aluminio utilizando hidrocarburos lineales y ácidos carboxílicos ramificados (con diferentes energías superficiales) para demostrar que la hidrofobicidad puede ajustarse fácilmente en función de la naturaleza de la funcionalidad química. La investigación demuestra que los cambios sutiles en la cadena orgánica permiten el control de la humectabilidad de la superficie, la rugosidad, la energía superficial y la capacidad de las nanopartículas de comportarse como agentes tensioactivos.
Tanto la hidrofobicidad como la hidrofilia son reforzadas por la aspereza. Las nanopartículas con la funcionalidad metoxi (-OCH3) exhiben alta energía superficial y por lo tanto propiedades de superhidrofilicidad. Por otra parte, los hidrocarburos ramificados reducen la energía superficial. Las cadenas espigadas (ramificadas) son la primera línea de defensa contra el agua junto con la rugosidad superficial (causada por nanopartículas en ambos casos). Esto minimiza el contacto entre la superficie y las gotitas de agua, lo que les permite deslizarse.
Para ser superhidrófobo, un material tiene que tener un ángulo de contacto de agua mayor de 150 grados, mientras que las superficies superhidrófilas son materiales cuyas superficies exhiben ángulos de contacto de agua inferiores a 10 grados. El ángulo de contacto es el ángulo en el que la superficie del agua se encuentra con la superficie del material.
El material superhidrófobo basado en hidrocarburos puede ser un sustituto "verde" para los fluorocarbonos costosos y peligrosos comúnmente utilizados para aplicaciones superhidrófobas. "También son capaces de reducir la tensión interfacial de varias emulsiones de aceite-agua al actuar como agentes tensioactivos", dijo Alexander.
La comprensión de las relaciones entre las nanopartículas superhidrófobas y superhidrófilas y la estabilidad resultante del aceite, las propiedades de la emulsión y la tensión interfacial en el límite petróleo / agua es muy instructiva, proporcionando ideas que podrían beneficiar grandemente el desarrollo futuro de una mayor eficiencia en la recuperación de petróleo mediante Recuperación del petróleo (EOR).
Fuente: Swansea University.
