La superficie liquida più scivolosa al mondo
La scienza ha sempre cercato di capire cosa rende una superficie scivolosa o meno. Uno dei fattori più importanti è l’attrito, che determina se l’acqua aderisce o scivola via da una superficie. Si pensava che una superficie con una composizione chimica uniforme facesse scivolare via l’acqua più velocemente, mentre una superficie più complessa avrebbe avuto una minore capacità di far scivolare l’acqua. Tuttavia, una nuova ricerca ha dimostrato che la situazione non è così semplice.
Silicio + SAM
La superficie in questione è stata realizzata in silicio e rivestita con uno strato molecolare chiamato “self-assembled monolayer” o SAM. Questi strati molecolari si comportano come un lubrificante tra le gocce d’acqua e la superficie sottostante.
Il team di ricerca è stato in grado di controllare la quantità di SAM che si formava sulla superficie, conoscendo a livello nanometrico la complessità della superficie. Hanno scoperto che con una quantità troppo grande o troppo piccola di SAM, l’acqua scivola via rapidamente.
“Il nostro lavoro è la prima volta che qualcuno è andato direttamente al livello nanometrico per creare superfici molecolarmente eterogenee”, ha dichiarato il primo autore e ricercatore dottorale Sakari Lepikko dell’Università di Aalto. “Abbiamo scoperto che, invece, l’acqua scorre liberamente tra le molecole del SAM quando la copertura del SAM è bassa, scivolando via dalla superficie. E quando la copertura del SAM è alta, l’acqua rimane in cima al SAM e scivola via con la stessa facilità. È solo tra questi due stati che l’acqua aderisce ai SAM e si attacca alla superficie”.
Una scoperta con future applicazioni
Grazie ai SAM, il team è riuscito a creare la superficie liquida più scivolosa al mondo, una scoperta che potrebbe portare a molte applicazioni interessanti. Le superfici repellenti alle gocce sono una richiesta estremamente frequente.
“Cose come il trasferimento di calore nelle tubature, lo sbrinamento e l’antiappannamento sono possibili utilizzi. Aiuterà anche con la microfluidica, dove piccole gocce devono essere spostate senza problemi, e con la creazione di superfici auto-pulenti. Il nostro meccanismo controintuitivo è un nuovo modo per aumentare la mobilità delle gocce ovunque sia necessario”, ha aggiunto Lepikko.
Tuttavia, non aspettatevi che queste applicazioni si materializzino immediatamente. I SAM hanno potenzialità ma anche limitazioni, ed è importante riconoscerle. Ma lo studio di questi strati potrebbe consentire agli scienziati di superarle o trovare qualcosa di simile che non abbia gli stessi problemi, come ha spiegato Lepikko.
“Il problema principale con un rivestimento SAM è che è molto sottile e si disperde facilmente dopo il contatto fisico. Ma lo studio di essi ci fornisce conoscenze scientifiche fondamentali che possiamo utilizzare per creare applicazioni pratiche durature”.
