Pesquisar conteúdo deste blog

sexta-feira, 25 de abril de 2014

Adeus, guarda-chuva: os materiais super-hidrófobos


Estanqueidade: microscópios de varredura por elétrons descobriram o segredo da habilidade das folhas de lótus em repelir líquidos com tanta eficiência.
Quem não detesta molhar-se na chuva, estando vestido, em plena cidade? Especialmente no frio. Seria de se imaginar que com todas as maravilhas do nosso século 21, Google Glasses, exploração de Marte, etc., já tivéssemos tido algum avanço em relação a esse problema da chuva. Mas, que nada! O guarda-chuva é uma invenção já de centenas de anos, quem sabe até milenar, e está longe de ser a solução ideal, especialmente em dias de ventania. Existem capas de chuva, mas a maioria não gosta de usá-las.
De perspectiva da ciência de materiais, a melhor solução para o mau tempo seria um revestimento invisível à prova d'água com o qual se pudesse borrifar as roupas que realmente se esteja a fim de vestir. Pois materiais incríveis assim acabam de ser inventados; eles imitam os truques da  natureza, e podem nos livrar do problema.
Os materiais à prova d'água tradicionais são compostos por moléculas que repelem água. Ceras e outros materiais oleosos pertencem a esta categoria por causa da maneira como compartilham seus elétrons na escala atômica.Moléculas de água são polares, o que significa que têm extremidades com cargas positivas e negativas. Ceras e óleos têm seus  elétrons mais igualmente distribuídos e, portanto, encontram dificuldade para se ajustarem à polaridade da água, e nessa situação de impasse, elas se repelem mutuamente. É por isso que água e óleo não se misturam. Esse comportamento repelente à água  é ruim para vinagretes, mas ótimo para tornar as coisas à prova d'água.
A natureza usa esse truque também, porém o faz com muito mais competência. Vá a um jardim durante uma chuva e veja como várias folhas repelem água com tanta eficácia que gotículas de água repousam como jóias brilhando em suas superfícies. As folhas de lótus são há muito conhecidas por essa sua propriedade superrepelente de água, mas ninguém sabia por que, até que microscópios por varredura de elétrons  revelaram algo muito incomum sobre a superfície delas. Há um material  ceroso nela, sim, mas está disposto na superfície na forma de bilhões de minúsculas protuberâncias microscópicas. Quando uma gota d'água repousa sobre uma superfície repelente à água, tenta reduzir sua área de contato, porque deseja minimizar sua interação com o material ceroso não polar.
As protuberâncias na folha de lótus aumentam drasticamente esta áera de cerosidade, forçando a gotícula a repousar precariamente nas pontas das protuberâncias. Neste estado, chamado Cassie-Baxter, a gotícula adquirire muita mobilidade e rapidamente escorrega da folha. Asssim, manipulando apenas o grau de protuberância de sua superfície, as folhas de lótus lse mostram muito melhores na arte de repelir água.
A mobilidade das gotículas tem outro efeito. Ao passar pela superfícieda folha, em vez de nela grudar, a gotículas de água colhem pequenas partículas de poeira, levantando-as no ar. Este mecanismo de limpeza dessas superfícies super-hidrofóbas  é chamado efeito lótus.
Superfícies super-hidrofóbas vêm sendo sintetizadas e estudadas em laboratório há décadas, mas só recentemente foram produzidas versões comerciais. Agora, há  várias delas entrando no mercado (ex: neverwet.com),  e são impressionantes – quando a água cai sobre essas superfícies, comporta-se como o elemento metálico mercúrio, dispersando-se.
O truque, como no caso da folha de lótus, é criar uma superfície não polar com padrões de microescala. O fato de estas sofisticadas superfícies poderem ser  borrifadas de uma lata é um triunfo da nanotecnologia. Como ocorrem com as folhas de lótus, esses revestimentos não só mantêm as coisas secas, como também limpas, já que boa parte do que compõe a sujeira atinge as roupas como  salpicos de  líquido que depois secam, deixando resíduos.Se as gotas de molho bolonhesa, curry ou lama, em vez de grudarem, forem repelidas, não deixarão manchas.
Há muitas outras utilizações para esses revestimentos, como reduzir os gastos com limpeza de janelas em arranha-céus; manter limpa a pinturas de carros; tornar sofás imunes a manchas; além do seu papel como agente impermeabilizante  extraordinário, mantendo seu telefone móvel intacto caso ele caia no banheiro.

Nenhum comentário:

Postar um comentário