(PhysOrg.com) - Na natureza, superfícies texturizadas fornecem a algumas plantas a capacidade de capturar insetos e pólen, certos insetos, a habilidade de andar sobre a água, e a lagartixa, a habilidade de escalar paredes. Ser capaz de imitar essas características em uma escala maior estimularia novos avanços em energia renovável e medicina. Em um artigo publicado na edição de 10 de outubro da Materiais da Natureza , uma equipe de pesquisadores da Penn State, o Laboratório de Pesquisa Naval, e o relatório da Harvard Medical School sobre o desenvolvimento de uma película fina projetada que imita as habilidades naturais dos insetos aquáticos de andar na superfície da água, e para as borboletas derramarem água de suas asas.

Embora as superfícies superhidrofóbicas com autolimpeza sejam uma área ativa de pesquisa, este desenvolvimento marca um avanço da engenharia na capacidade de controlar a direcionalidade do transporte de líquidos. Usando uma matriz de nanobastões de poli (p-xilileno) sintetizados por uma técnica de fase de vapor ascendente, os pesquisadores foram capazes de fixar as gotas de água em uma direção com enormes forças adesivas proporcionais ao número de nanobastões e à tensão superficial, enquanto libera gotículas na direção oposta.

O diferencial entre o pino e a força de liberação é de 80 micronewtons, mais de dez vezes os valores relatados em outras superfícies projetadas com recursos semelhantes a catraca, e a primeira dessas superfícies a ser projetada em nanoescala. Recentemente, os autores também demonstraram adesão direcional e fricção dessas superfícies, semelhante à maneira como uma lagartixa pode escalar uma parede ( J. Física Aplicada , 2010). Os pés da lagartixa contêm aproximadamente 4 milhões de fios de cabelo por milímetro quadrado, enquanto os nanobastões de polímero podem ser depositados em 40 milhões de hastes por milímetro quadrado.

O nanofilme produzido por esta técnica, chamado de deposição de ângulo oblíquo, fornece uma superfície lisa em microescala para o transporte de pequenas gotículas de água sem bombas ou ondas ópticas e com deformação mínima para dispositivos microfluídicos autoalimentados para medicina e para micromontagem.

Em trabalho patrocinado pela Marinha dos Estados Unidos, o nanofilme é idealizado para uso como um revestimento que reduziria o arrasto no casco dos navios e retardaria a incrustação. Os potenciais usos industriais e relacionados à energia são como seringas direcionais e diodos fluidos, dispositivos fluídicos digitais sem bomba, maior eficiência de resfriamento térmico para microchips, revestimentos para pneus, e até na produção de energia a partir de gotas de chuva.

A liderança da equipe Penn State, Melik Demirel, professor associado de ciências da engenharia e mecânica e autor correspondente no relatório, acredita que a atual técnica de fase de vapor baseada em laboratório, que embora seja relativamente simples, ainda requer um vácuo, pode ser substituído por uma técnica de fase líquida, o que permitiria dimensionar a produção de seu material para o tamanho da indústria. “O maior impacto do nosso método é que, pela primeira vez, podemos criar uma superfície direcional controlada em nanoescala, ”Demirel conclui.