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Observación de la humectación de la superficie bajo agua

Los microscopios Leica ayudan a los científicos a investigar superficies «autolimpiantes»

Imagen confocal en 3D de la interfaz de aire-agua debajo de una gota de agua sobre una superficie superhidrófoba. El sustrato es epoxi microtexturado recubierto de oro y modificado con una monocapa autoensamblada de dodecanotiol.

Los científicos han utilizado un microscopio confocal y perfilómetro Leica para comprender mejor las propiedades humectantes de las superficies hidrófobas (hidrófugas o repelentes al agua). Grabaron imágenes de las superficies con agua colocada sobre ellas para estudiar su rugosidad y cómo cambia con el paso del tiempo. El objetivo es contribuir al desarrollo de materiales con superficies autolimpiantes para distintas aplicaciones.

Las superficies hidrófugas son utilizadas con frecuencia en la naturaleza por plantas e insectos para mantenerse limpios y libres de residuos y para reducir la pérdida de agua. Normalmente, vemos esto cuando el agua forma gotas mientras está en contacto con la superficie de un material. Por ejemplo, con la cera o los polímeros de hidrocarburos. La capacidad de un material para repeler agua se conoce como hidrofobia. Las superficies superhidrófobas, como las de las hojas de las plantas y los exoesqueletos de los insectos, repelen enormemente el agua.

Las superficies autolimpiantes son muy prácticas para dispositivos electrónicos (pantallas planas, placas de circuitos y cubiertas), vehículos y construcciones (asientos, muebles, ventanas y paredes) y textiles (ropa y tejidos). Esta tecnología puede ayudar a mantener superficies sin contaminación y a simplificar las tareas de limpieza. Se reduciría en gran medida la adherencia del polvo y otras partículas, así como del agua, el aceite y otros líquidos.

La superhidrofobia es un tema central en el grupo de investigación del Prof. Boaz Pokroy del Instituto Tecnológico Technion de Israel. Con un microscopio confocal perfilómetro DCM, este grupo es el primero en capturar imágenes de la parte inferior de una gota de agua sobre una superficie hidrófoba en la interfaz de aire-agua. Estos datos visuales pueden ayudar a mejorar la comprensión de los fenómenos interfaciales de humectación. Además, el grupo ha grabado una serie de imágenes de una fina capa cerosa depositada sobre oro con una gota de agua sobre ella. La capa cerosa mostró un cambio en su rugosidad superficial con el paso del tiempo. La superficie se transformó de hidrófoba a superhidrófoba en cuestión de horas debido a la deformación en la capa inducida por la recristalización.

Puede que algún día las superficies superhidrófobas se utilicen ampliamente para mesas, ventanas, puertas e incluso ropa. Las superficies superhidrófobas facilitarían mucho la tarea de mantener limpias las cosas.

 

 

 

Perfil de línea medido a lo largo de la dimensión x de la imagen confocal para la superficie superhidrófoba. El perfil es de la interfaz de aire-agua debajo de la gota de agua que se encuentra sobre la superficie del sustrato. El parámetro Rt indica la altura máxima del perfil.