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Parabrisas autolimpiantes y antivaho
Un nuevo revestimiento que cambia su estructura dependiendo de si está en contacto con aceite o agua podría evitar que los parabrisas se empañen o acumulen depósitos aceitosos. El recubrimiento se desarrolló en la Universidad de Purdue y se informó en la reunión de la Sociedad Química Estadounidense de la semana pasada.
Ver claramente: Cuando el agua se condensa en el vidrio, puede formar pequeñas gotas que dificultan la visibilidad de la superficie. Un nuevo recubrimiento hace que tales gotas se esparzan, formando una hoja transparente. El recubrimiento también repele el aceite.
Deje caer agua sobre una superficie tratada con el recubrimiento y se esparcirá rápidamente, creando una película delgada. Esta acción evita la formación de las diminutas gotitas de agua que forman la niebla. Sin embargo, agregue aceite y la superficie responderá de manera opuesta, lo que repele el aceite y hace que se formen gotas. Cualquier aceite que no se escurra por sí solo se puede limpiar fácilmente con agua, por lo que no es necesario que el conductor use jabón.
El comportamiento del aceite y el agua en el revestimiento es inusual, ya que con este material, el aceite se acumula más que el agua. Por lo general, es al revés: la mayor tensión superficial del agua hace que se acumulen más gotas que el aceite.
Aunque aún no se han confirmado los mecanismos exactos involucrados, está claro que lo que hace que el recubrimiento actúe de esta manera inusual es que efectivamente se trata de dos superficies en una, capaces de cambiar su estructura dependiendo de si está en contacto con aceite o agua. El revestimiento está hecho de cadenas de polímero unidas químicamente a una superficie de vidrio como las cerdas de un cepillo. Estos polímeros son flexibles y pueden cambiar de forma. Mientras lo hacen, los segmentos con propiedades químicas distintas pueden subir a la superficie. Los investigadores de Purdue sugieren que una posibilidad es que estos polímeros se reorganicen dependiendo de la forma en que los diferentes segmentos son atraídos o rechazados por el aceite o el agua. Cuando hay aceite, un segmento del polímero que hace que los fluidos se formen gotas se eleva a la superficie del recubrimiento. Pero cuando hay agua, este segmento se retira de la superficie, permitiendo que el agua se esparza.
Sin duda, es una forma inteligente de hacerlo, dice Michael Rubner, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en el MIT. El nuevo recubrimiento de los investigadores de Purdue, dice, está en una posición única para poder adaptarse a su entorno.
El revestimiento podría ser particularmente útil en el interior de los parabrisas de los automóviles, dice Jeffrey Youngblood, profesor de ingeniería de materiales en Purdue que dirigió el trabajo. Las trazas de aceite, como las de los tratamientos protectores en las superficies interiores de un automóvil, se adhieren al vidrio, cambian la energía superficial del vidrio y aumentan su tendencia a empañarse. El revestimiento repelerá el aceite y evitará que se formen gotas de agua de niebla. Las propiedades del recubrimiento también podrían hacerlo útil en filtros. Aplicado a una sílice porosa, permite que el agua pase pero levanta barreras al aceite. Esto podría ser útil para limpiar derrames de petróleo.
Para hacer el recubrimiento, los investigadores desarrollaron una forma de unir covalentemente Zonyl FSN-100, un material fabricado por DuPont, a una superficie de vidrio. Aunque este proceso funcionó bien para probar las propiedades del sistema, es demasiado caro para la fabricación a gran escala. Youngblood y sus colegas están desarrollando actualmente técnicas de rociado o rociado menos costosas para hacer el recubrimiento.
Los pasos futuros también incluirán la modificación de la química para que el recubrimiento funcione con tipos de aceites además del aceite a base de petróleo probado hasta la fecha. Con el tiempo, puede ser posible crear un revestimiento basado en mecanismos similares que repele las huellas dactilares, lo que facilita la limpieza de los anteojos y las pantallas de los teléfonos móviles.