Logran que gotas de agua rueden como una pelota

En un laboratorio en los sótanos del campus de la Universidad Brigham Young, la profesora de ingeniería mecánica Julie Crockett analiza el agua mientras rebota como una pelota y rueda por una rampa.

En un laboratorio en los sótanos del campus de la Universidad Brigham Young, la profesora de ingeniería mecánica Julie Crockett analiza el agua mientras rebota como una pelota y rueda por una rampa.

Este fenómeno se produce porque Crockett y su colega Dan Maynes han creado un canal inclinado que es súperhidrofóbico, extremadamente difícil de humedecer. En términos sencillos, es la forma más extrema de la prueba del agua.

Ingenieros como Crockett y Maynes han pasado décadas estudiando superficies superhidrofóbicas debido a la gran cantidad de aplicaciones para la vida real. Si bien algunas de estas investigaciones han desembocado en productos comerciales que mantienen los zapatos secos o evitan que el aceite se acumule en los pernos, estos científicos están descubriendo características orientadas a soluciones de gran envergadura para la sociedad. Su estudio reciente sobre el tema, publicado en la revista académica de Physics of Fluids, encuentra superficies con un patrón de crestas microscópicas que, en combinación con un recubrimiento hidrofóbico, produce un mayor nivel de resistencia al agua dependiendo de cómo el agua llega a la superficie.

"Nuestra investigación está dirigida a ayudar a crear la superficie superhidrofóbica ideal", dijo Crockett. "Al caracterizar las propiedades específicas de los diferentes acabados, podemos saber con precisión qué tipo de superficies son más ventajosa para cada aplicación".

APLICACION A LA PRODUCCION DE ENERGIA

Su trabajo es fundamental, ya la lista de aplicaciones para las superficies superhidrofóbicas es muy diversa: paneles solares que no se ensucian o se autolimpian; biodispositivos médicos, tales como el interior de tubos o jeringas; los cascos de los buques, exterior de torpedos y submarinos; alas de los aviones que resistirán la formación de hielo en condiciones húmedas frías, etc.

Pero la investigación Crockett y Maynes se centra en la generación de energía más limpia y eficiente. Gran parte se produce por combustión de carbón o gas natural para crear vapor que se expande y hace girar una turbina. Una vez que ha ocurrido, el vapor debe condensarse de nuevo en un estado líquido que debe ser retornada.

Si los condensadores de plantas de energía pueden ser construidos con superficies superhidrofóbicas óptimas , ese proceso se puede acelerar en forma significativa, ahorrando tiempo y reduciendo los costos para generar energía.

"Si usted tiene estas superficies, el fluido no está atraído por la pared del condensador, y tan pronto como el vapor comienza a condensar en un líquido, simplemente resbala de inmediato, "dijo Crockett.

Para crear sus superficies microestructuradas , los profesores utilizan un proceso similar al revelado de película fotográfica que graba patrones en obleas de tamaño de CD. Luego, los investigadores añaden una fina película resistente al agua en las superficies , como el teflón, y usa cámaras de ultra alta velocidad para documentar la forma en que el agua interactúa en diversas situaciones.

Alteraciones leves en la anchura de los nervios y cavidades, o los ángulos de las paredes de los nervios cambian significativamente las respuestas de agua . Todo este análisis proporciona una imagen más clara de por qué las superficies superhidrofóbicas hacen lo que hacen.