Estados Unidos. Puede repeler agua, aceite, alcohol e incluso mantequilla de maní. Y podría ahorrarle a la Marina de los Estados Unidos millones de dólares en costos de combustible para embarcaciones, reducir la cantidad de energía que consumen las embarcaciones y mejorar la eficiencia operativa.
La Oficina de Investigación Naval (ONR) está patrocinando el trabajo del Dr. Anish Tuteja, profesor asociado de ciencia de materiales e ingeniería en la Universidad de Michigan, para desarrollar un nuevo tipo de revestimiento "omnipóbico". Este recubrimiento químico es transparente, duradero, se puede aplicar a numerosas superficies y arroja casi cualquier líquido.
El interés para la Armada es cómo los revestimientos omnipóbicos pueden reducir el arrastre de fricción, resistencia creada por el movimiento de un casco a través del agua en barcos, submarinos y embarcaciones submarinas no tripuladas.
Compare la resistencia a la fricción para correr a través de una piscina. Debido a la resistencia del agua, cada paso es más difícil y requiere más energía y esfuerzo.
"Un porcentaje significativo del consumo de combustible de un barco (hasta 80 por ciento a velocidades más bajas y 40-50 por ciento a velocidades más altas) se destina a mantener su velocidad y superar el arrastre de fricción", dijo el Dr. Ki-Han Kim, un oficial de programa de ONR. Departamento de Armas y Guerra del Mar. "Si pudiéramos encontrar una manera de reducir drásticamente la resistencia a la fricción, los buques consumirían menos combustible o energía de la batería y disfrutarían de un mayor rango de operaciones".
El revestimiento omnipóbico del investigador Tuteja podría ser una solución. Imagine dos barcos que navegan a la misma velocidad, uno que se ocupa de la resistencia a la fricción y el otro cubierto por una capa que hace que el agua gire y se deslice con facilidad por el casco. En teoría, el recipiente recubierto engulle menos combustible porque no tiene que luchar contra tanta resistencia al agua mientras se mantiene la velocidad.
Si bien los recubrimientos repelentes no son nuevos, es difícil crear uno que resista la mayoría de los líquidos y sea lo suficientemente resistente como para adherirse a varias superficies durante largos períodos de tiempo. Tome una bandeja revestida de teflón, por ejemplo. El agua se redondeará y saldrá rodando de la bandeja, mientras que el aceite de cocina se extenderá por todas partes.
"Los investigadores pueden tomar una matriz polimérica muy duradera y un relleno muy repelente y mezclarlos", dijo Tuteja. "Pero esto no necesariamente produce un recubrimiento repelente y duradero. Diferentes polímeros y rellenos tienen diferentes miscibilidades [la capacidad de dos sustancias para mezclarse entre sí]. Simplemente combinando los componentes individuales más durables no produce el revestimiento compuesto más duradero".
Para diseñar su recubrimiento innovador, Tuteja y su equipo de investigación estudiaron vastas bases de datos de sustancias químicas conocidas. Luego ingresaron ecuaciones matemáticas complejas, basadas en las propiedades moleculares de cada sustancia, para predecir cómo se comportarían dos al mezclarse. Después de analizar cientos de combinaciones, los investigadores encontraron la combinación correcta.
El matrimonio molecular fue un éxito durante las pruebas de laboratorio. El combo similar al caucho puede pulverizarse, cepillarse, bañarse o centrifugarse sobre numerosas superficies, y se une fuertemente. El recubrimiento también puede soportar arañazos, abolladuras y otros peligros de uso diario. Y la forma en que las moléculas se separan hace que el recubrimiento sea ópticamente transparente.
Además de reducir el arrastre de fricción, Tuteja prevé otros usos de la Armada para el revestimiento omnipóbico, que incluye la protección de equipos de alto valor como sensores, radares y antenas meteorológicas.
Además de los revestimientos omnipóbicos para disminuir la resistencia a la fricción, ONR está patrocinando otros tipos de investigación de recubrimiento para evitar la corrosión tanto en barcos como en aeronaves y luchar contra la bioincrustación (la acumulación de percebes en los cascos). Revestimientos similares también pueden evitar que se forme hielo en barcos que operan en regiones frías, o hacer que la remoción de hielo sea mucho más fácil que los métodos convencionales como el raspado.
El equipo de Tuteja está llevando a cabo más pruebas sobre el revestimiento omnipóbico , pero planean tenerlo listo para el uso militar y civil a pequeña escala en los próximos años.
Fuente: Oficina de Investigación Naval.
