Em um avanço que poderia ter telas de telefone à prova de sujeira, bancadas, lentes de câmeras e inúmeros outros itens do dia a dia, um pesquisador de ciência de materiais da Universidade de Michigan demonstrou um bom durável, revestimento transparente que derrama água rapidamente, óleos, álcoois e, sim, manteiga de amendoim.

Chamado de "onifóbico" na linguagem da ciência dos materiais, o novo revestimento repele quase todos os líquidos conhecidos. É o mais recente de uma série de revestimentos inovadores do laboratório de Anish Tuteja, Professor associado de ciência e engenharia de materiais da U-M. Os esforços anteriores da equipe produziram revestimentos duráveis ​​que repeliram gelo e água, e um revestimento omnifóbico mais frágil. O novo revestimento onifóbico é o primeiro durável e transparente. Facilmente aplicado a praticamente qualquer superfície, é detalhado em um artigo publicado em Materiais e interfaces aplicados ACS .

Tuteja prevê o novo revestimento como uma forma de evitar que as superfícies fiquem sujas, tanto em casa como na indústria. Pode funcionar em monitores de computador, mesas, pisos e paredes, por exemplo.

"Eu tenho um filho de 2 anos em casa, então para mim, este projeto em particular era mais do que apenas ciência, "Tuteja disse." Estamos entusiasmados com o que isso pode fazer para tornar as casas e creches lugares mais limpos, e estamos analisando uma variedade de aplicações possíveis na indústria também. "

Ele diz que o novo revestimento é o resultado mais recente da abordagem sistemática da equipe, que rompe com a abordagem tradicional de "misturar e ver" da ciência dos materiais. Ao mapear as propriedades fundamentais de uma vasta biblioteca de substâncias, eles são capazes de prever matematicamente como quaisquer dois se comportarão quando forem combinados. Isso permite que eles elaborem uma variedade quase infinita de combinações com propriedades muito específicas.

"No passado, pesquisadores podem ter pegado uma substância muito durável e uma substância muito repelente e misturado-as, "Tuteja disse." Mas isso não necessariamente produz uma durabilidade, revestimento repelente. "

Eles descobriram que ainda mais importante do que durabilidade ou repelência é uma propriedade chamada "miscibilidade parcial, "ou a capacidade de duas substâncias se misturarem exatamente da maneira certa. Os produtos químicos que funcionam bem juntos tornam o produto muito mais durável, mesmo que sejam menos duráveis ​​individualmente.

Ajustar a miscibilidade desse revestimento em particular representou um desafio especial. Para fazer um revestimento versátil que é opticamente claro e suave o suficiente para repelir óleos e álcoois, a equipe precisava encontrar um ingrediente repelente e um aglutinante com a quantidade exata de miscibilidade, bem como a capacidade de aderir a uma ampla variedade de substratos. Eles também precisavam de um revestimento que permanecesse liso durante o processamento e a secagem.

"Você pode repelir a água com uma superfície áspera que cria pequenas bolsas de ar entre a água e a superfície, mas essas superfícies nem sempre repelem óleos ou álcoois por causa de sua baixa tensão superficial, "Tuteja disse." Precisávamos de uma superfície muito lisa que interaja o mínimo possível com uma variedade de líquidos, e também precisávamos de ingredientes que se misturassem muito bem, porque muita separação de fases entre os ingredientes irá dispersar a luz. "

Em última análise, a equipe descobriu que uma mistura de poliuretano fluorado e uma molécula repelente de fluidos especializada chamada F-POSS faria o trabalho. A receita deles forma uma mistura que pode ser pulverizada, escovado, mergulhado ou revestido por rotação em uma ampla variedade de superfícies, onde se liga firmemente. Embora a superfície possa ser arranhada por um objeto pontiagudo, é durável no uso diário. E seu nível extremamente preciso de separação de fases torna-o opticamente claro.

"O repelente e o aglutinante se misturam bem o suficiente para formar uma camada transparente, mas há uma separação de fase muito pequena entre eles, "disse Mathew Boban, pesquisador graduado em ciência e engenharia de materiais e autor do artigo. "Essa separação permite que o F-POSS flutue até a superfície e crie uma bela camada repelente."

Tuteja acredita que o revestimento será barato quando chegar ao mercado de massa - o poliuretano fluorado é barato, ingrediente comum. E embora o F-POSS seja raro e caro hoje em dia, os fabricantes estão em processo de ampliação para produção em massa, o que deve reduzir drasticamente seu custo.

A equipe de pesquisa também está fazendo estudos adicionais para garantir que o revestimento não seja tóxico para uso em locais como creches. Tuteja estima que o revestimento pode chegar ao mercado nos próximos dois anos, e ele acredita que os revestimentos à prova de crianças são apenas o começo.

O revestimento também pode ser usado na refrigeração, geração de energia e refino de petróleo - todas as indústrias que dependem da condensação de líquidos. O novo revestimento pode permitir que o equipamento elimine a água condensada e produtos químicos mais rapidamente, aumentando a eficiência em até 20 por cento. Isso é uma virada de jogo, já que essas indústrias são algumas das de maior volume e maior consumo de energia do mundo.

O título do artigo é "Suave, Totalmente Sólido, Histerese baixa, Superfícies onifóbicas com durabilidade mecânica aprimorada. "