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Superslippery Liquid-Repellent Surfaces

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Creazione di una nuova generazione di superfici estremamente scivolose

Le superfici superidrofobiche hanno la potenzialità di mantenere gli oggetti asciutti, puliti e privi di batteri. Una nuova ricerca mira a trasformare questo potenziale in materiali asciutti e durevoli commercializzabili.

Tecnologie industriali

Le superfici superidrofobiche sono famose per essere estremamente idrorepellenti. «Poiché le gocce scivolano via, queste superfici offrono un potenziale significativo per rimanere asciutte e pulite, prevenire l’appannamento e la formazione di ghiaccio e respingere batteri e altri germi», spiega Robin Ras, professore di Fisica della materia soffice presso l’Università di Aalto. I materiali superidrofobici potrebbero quindi essere utilizzati in una serie di applicazioni, tra cui i settori aerospaziale, della difesa, automobilistico, biomedico, ingegneristico e tessile. Allora, qual è la fregatura? «I rivestimenti superidrofobici sono meccanicamente fragili, quindi non hanno la durata e la robustezza che molte di queste applicazioni richiedono», spiega Ras. Sono sfide che Ras intende superare. Con il sostegno del progetto SuperRepel, finanziato dall’UE, il ricercatore ha deciso di creare una nuova generazione di superfici estremamente scivolose.

Tecnologia pluripremiata

Prima di poter creare nuove superfici scivolose, Ras ha dovuto sviluppare nuove tecnologie per la fabbricazione di tali materiali. «Abbiamo iniziato sviluppando una serie di tecniche basate sulla forza per mappare e scansionare le eterogeneità di bagnatura e misurare le forze di attrito e di adesione delle gocce con una precisione a livello di nanonewton», spiega. Un esempio di questa tecnologia è il microscopio a scansione per l’adesione delle gocce, che ha ricevuto il premio per la ricerca Anton Paar in riconoscimento dell’eccezionale implementazione scientifica e metrologica.

Presentazione di superfici superidrofobiche corazzate

Secondo Ras, i risultati più rilevanti del progetto riguardano la fabbricazione di superfici e lo sviluppo di nuovi metodi per sondare i difetti e le proprietà di bagnatura. «Lavorando in collaborazione con l’Università di Scienze e Tecnologie elettroniche della Cina, abbiamo prodotto le cosiddette superfici superidrofobiche corazzate, che attualmente sono le superfici idrorepellenti più durevoli che esistano», spiega. Il progetto ha anche fatto compiere progressi alla comprensione degli effetti molecolari della bagnatura e della scivolosità delle gocce, conoscenze che, secondo Ras, aprono le porte alla realizzazione di superfici idrorepellenti altamente scivolose. «Sono molto soddisfatto di aver compiuto questi importanti passi avanti nella ricerca sulla bagnatura durante questo progetto», aggiunge. Uno di questi effetti è stata la scoperta inaspettata che le gocce viscose si muovono più velocemente di quelle d’acqua nei capillari superidrofobici. «Questa scoperta è scientificamente molto interessante e potrebbe avere importanti implicazioni per le future applicazioni della microfluidica», osserva Ras.

Alcuni ostacoli inaspettati lungo il percorso

A proposito di imprevisti, come nella maggior parte delle ricerche, non sempre tutto va come pianificato. Prendiamo ad esempio la ricerca di Ras su un nuovo metodo di deposizione a vapore per la realizzazione di rivestimenti idrorepellenti. «Nonostante i lunghi tempi richiesti per avviare i lavori, siamo riusciti nell’intento e sono entusiasta dei risultati ottenuti», commenta Ras. «Spero che in futuro potremo utilizzare questo processo di deposizione per portare avanti ulteriormente i rivestimenti repellenti.»

Lancio sul mercato di materiali asciutti e durevoli

Grazie al progetto SuperRepel, che ha ricevuto il sostegno del Consiglio europeo della ricerca, Ras e il suo team di ricercatori hanno gettato le basi per una nuova generazione di rivestimenti idrorepellenti durevoli. «Sono molto ottimista riguardo alle superfici superidrofobiche durevoli e prevedo di vederle arrivare sul mercato in un futuro molto prossimo», aggiunge Ras. Lo stesso Ras sta già lavorando per commercializzare alcuni dei materiali della tecnologia di microstrutturazione asciutti e durevoli sviluppati durante il progetto.

Parole chiave

SuperRepel, superfici superidrofobiche, superfici scivolose, microscopio a scansione dell’adesione delle gocce, superfici idrorepellenti, microfluidica

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