La hidrofobicidad no es algo nuevo, que una superficie no sea afín con el agua es algo que ocurre a simple vista y es tan común que puede pasar desapercibida para la mayoría de las personas. En la naturaleza existen varios ejemplos, como las hojas de algunas plantas o alas/patas de algunos insectos en las que es posible observar como el agua rebota o forma gotas esféricas sin llegar a mojarlas. Las gotas toman una forma esférica, ¡casi perfecta!, debido a la alta tensión superficial del agua que tiende a disminuir su área de contacto evitando que la gota se extienda por la superficie. La hidrofobicidad es medida usando el ángulo que se forma entre esa gota de agua y la superficie, mientras mayor sea el ángulo, más hidrófoba será la superficie.
Existe el llamado efecto Loto, que es nombrado así por las hojas de loto (Nelumbo Nucifera) que gracias a su super-hidrofobicidad natural tienen la capacidad de limpiarse a sí mismas, ya que, al repeler al agua, esta arrastra consigo las partículas de polvo o suciedad que pueden acumularse en la hoja. Este efecto es causado por la micro-rugosidad de las hojas, formada por estructuras de unos cuantos micrómetros de altura y distancia entre ellas. Estas estructuras disminuyen el contacto del agua con la hoja. Además, en estas microestructuras, las plantas posen ceras que ayudan a repeler el agua asemejándose a mezclar agua con aceite. El efecto Loto se da por la combinación de un efecto físico (morfología de la hoja), que disminuye el área de contacto entre hoja y gota de agua, y un efecto químico (cera) que repele al agua.
Basados en la observación de estas plantas, la comunidad científica ha buscado imitarlas desarrollando recubrimientos super-hidrofóbicos. Estos se aplican como acabados en diversos productos. Están en todas partes, desde electrodomésticos hasta medicamentos, autos, telas, ventanas, papel, juguetes, etc. Pero su aplicación va más allá de la búsqueda de un acabado estético en productos. En la vida cotidiana la principal función de este tipo de recubrimientos no se aprecia a simple vista, pero tienen una gran importancia en la sociedad actual, siendo usados con diversos fines. Por ejemplo, algunos pisos y pinturas tienen propiedades anti-bacteriales; los autos o casi cualquier estructura metálica tienen recubrimientos que inhiben la corrosión; en implantes o estructuras dentales existen recubrimientos que permiten que el implante este dentro del cuerpo y no sea tóxico o rechazado por el cuerpo; en medicamentos se usan recubrimientos para cubrir el ingrediente activo y así lograr que este llegue hasta el estómago sin cambios químicos o físicos; y así pueden mencionarse un sinfín de casos en los que estos recubrimientos están en nuestro entorno.
Los recubrimientos super-hidrofóbicos se producen normalmente en dos etapas. En la primera, se busca formar superficies con cierta geometría que permita imitar la morfología de la flor de Loto. En la segunda, se deposita una película delgada que imita el comportamiento de la cera. Queda claro que estos avances tecnológicos están completamente basados en el efecto Loto y, en pocas palabras, una vez más la naturaleza le enseño a los científicos como hacer que las superficies se limpien a sí mismas. En este principio, se basan algunos artículos-videos-fotos-memes que han sido virales en redes sociales en los últimos años, como la ropa y calzado que no se ensucian. En estos, simplemente la superficie de estas prendas repele al agua, como lo hace la flor de Loto, que arrastra la suciedad al desplazarse sobre las superficies.
Sin duda, este tipo de inventos tan novedosos, que llaman tanto la atención, seguirán desarrollándose y ampliando la diversidad de usos. Esperemos en algunos años tener autos que no se requieran lavar y, sobre todo, esperemos conservar la capacidad de asombro que tienen los niños.*
Estudiante del programa de Doctorado en Electroquímica, CIDETEQ S.C. e-mail: jcabello@cideteq.mx
**Investigador “Titular C” en la Subdirección de Energía, Dirección de Ciencia, CIDETEQ S.C. e-mail: jperez@cideteq.mx
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