Uma autocura, repelente de água, O revestimento em spray desenvolvido na Universidade de Michigan é centenas de vezes mais durável do que seus equivalentes.

Pode permitir a impermeabilização de veículos, confecções, telhados e inúmeras outras superfícies para as quais os atuais tratamentos de impermeabilização são muito frágeis. Também pode diminuir a resistência dos cascos dos navios, uma medida que reduziria o consumo de combustível das enormes embarcações que transportam 90% da carga mundial.

Os desenvolvedores dizem que a nova mistura é um avanço em um campo onde décadas de pesquisa não conseguiram produzir um revestimento durável. Embora acabamentos repelentes de água estejam disponíveis no momento, eles normalmente não são fortes o suficiente para aplicações como roupas ou cascos de navios. Esta descoberta muda isso.

"Milhares de superfícies super-hidrofóbicas foram examinadas nos últimos 20 ou 30 anos, mas ninguém foi capaz de descobrir como projetar sistematicamente um que seja durável, "disse Anish Tuteja, Professor associado de ciência e engenharia de materiais da U-M. "Acho que é isso que realmente conquistamos aqui, e vai abrir a porta para outros pesquisadores criarem mais barato, talvez revestimentos super-hidrofóbicos ainda melhores. "

O revestimento é feito de uma mistura de um material denominado "elastômero de poliuretano fluorado" e uma molécula repelente de água especializada conhecida como "F-POSS". Ele pode ser facilmente pulverizado em praticamente qualquer superfície e tem uma textura levemente emborrachada que o torna mais resistente do que seus antecessores.

Se estiver danificado, o revestimento pode se curar centenas de vezes. Ele pode se recuperar "mesmo depois de ser desgastado, arranhado, queimado, limpo por plasma, achatado, sonicado e quimicamente atacado, "os pesquisadores escreveram em um artigo publicado recentemente em Materiais e interface aplicados ACS s.

Além de se recuperar fisicamente, o revestimento pode se curar quimicamente. Se as moléculas F-POSS repelentes de água forem raspadas da superfície, novas moléculas migrarão naturalmente para substituí-las. É assim que o revestimento pode se renovar centenas de vezes. Sua capacidade de cura é limitada apenas por sua espessura.

A descoberta está sendo comercializada pela HygraTek, uma empresa fundada por Tuteja com assistência da U-M Tech Transfer.

Além dos revestimentos detalhados no artigo, o projeto produziu o equivalente a uma receita que os pesquisadores podem usar para otimizar revestimentos futuros de acordo com os requisitos de custo de uma aplicação específica, durabilidade e outros fatores.

Como o autor principal e estudante de doutorado da U-M Kevin Golovin explica, a equipe usou um processo radicalmente diferente das pesquisas anteriores na área.

"A maioria dos pesquisadores de ciência de materiais tem se concentrado em identificar um sistema químico específico que seja o mais durável e repelente de água possível, "disse ele." Abordamos o problema de forma diferente, medindo e mapeando as propriedades químicas básicas que tornam um revestimento repelente de água durável. E alguns dos resultados nos surpreenderam. "

Por exemplo, a maioria dos revestimentos hidrofóbicos são feitos de dois ingredientes principais:uma molécula ativa que fornece repelência à água e um aglutinante. Geralmente, os pesquisadores presumiram que o uso de ingredientes mais duráveis ​​tornaria um revestimento mais durável. Mas a equipe de Tuteja descobriu que esse não é necessariamente o caso.

Eles descobriram que ainda mais importante do que a durabilidade é uma propriedade chamada "miscibilidade parcial, "ou a capacidade de duas substâncias se misturarem parcialmente. A outra variável importante que a equipe descobriu é a estabilidade da superfície hidrorrepelente.

A maioria dos revestimentos repelentes de água funcionam porque sua superfície tem uma geometria muito específica, frequentemente pilares microscópicos. Gotas de água empoleiram-se nas pontas desses pilares, criando bolsas de ar embaixo que negam à água um lugar sólido para descansar e fazem com que ela role para fora facilmente. Mas essas superfícies tendem a ser frágeis - uma leve abrasão ou mesmo a própria pressão da água pode danificá-las.

A pesquisa da equipe descobriu que uma superfície ligeiramente flexível pode escapar dessa armadilha, embora pareça menos durável, suas propriedades flexíveis permitem que ele se recupere de danos.

A Tuteja estima que os revestimentos estarão disponíveis para uso antes do final de 2017 para aplicações que incluem tecidos repelentes de água e revestimentos em spray que podem ser adquiridos diretamente pelos consumidores.