Depois de uma chuva, a folha em forma de concha de um jarro torna-se uma superfície virtualmente sem atrito. Cheiroso e elegante, o carnívoro atrai formigas, aranhas, e até mesmo sapinhos. Um por um, eles escorregam para sua perdição.

Adotando a estratégia inteligente da planta, um grupo de cientistas aplicados em Harvard criou um material que repele praticamente qualquer tipo de líquido, incluindo sangue e óleo, e faz isso mesmo em condições adversas, como alta pressão e temperaturas de congelamento.

A tecnologia de repelência de líquidos bioinspirada, descrito na edição de 22 de setembro de Natureza , deve encontrar aplicações no manuseio de fluidos biomédicos, transporte de combustível, e tecnologias anti-incrustantes e anti-gelo. Pode até mesmo levar a janelas com autolimpeza e dispositivos óticos aprimorados.

"Inspirado na planta do jarro, desenvolvemos um novo revestimento que supera suas contrapartes naturais e sintéticas e fornece uma solução simples e versátil para repelência de líquidos e sólidos, "diz a autora principal Joanna Aizenberg, Amy Smith Berylson Professora de Ciência de Materiais na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard (SEAS), Diretor do Instituto Kavli de Ciência e Tecnologia Bionano em Harvard, e um membro do corpo docente do Instituto Wyss de Engenharia Inspirada na Biologia de Harvard.

Por contraste, as atuais superfícies repelentes de líquidos de última geração foram inspiradas por um membro diferente do mundo das plantas. As folhas do lótus resistem à água devido às pequenas microtexturas na superfície; as gotas se equilibram na almofada de ar nas pontas da superfície e se acumulam.

O chamado efeito de lótus, Contudo, não funciona bem para líquidos orgânicos ou complexos. Além disso, se a superfície estiver danificada (por exemplo, arranhado) ou sujeito a condições extremas, gotas líquidas tendem a aderir ou afundar nas texturas, em vez de rolar. Finalmente, provou ser caro e difícil de fabricar superfícies com base na estratégia de lótus.

A planta do jarro tem uma abordagem fundamentalmente diferente. Em vez de usar rebarbas, nanoestruturas cheias de ar para repelir água, a planta bloqueia em uma camada de água, criando um revestimento liso na parte superior. Resumidamente, o próprio fluido se torna a superfície repelente.

"O efeito é semelhante ao de um hidroavião de carro, os pneus literalmente deslizando na água ao invés da estrada, "diz o autor principal Tak-Sing Wong, um pós-doutorado no laboratório de Aizenberg. "No caso das formigas azaradas, o óleo da planta do pé não gruda na camada escorregadia da planta. É como óleo flutuando na superfície de uma poça. "

Inspirado pela solução elegante do jarro, os cientistas desenvolveram uma estratégia para criar superfícies escorregadias infundindo um material poroso nano / microestruturado com um fluido lubrificante. Eles estão chamando as superfícies bioinspiradas resultantes de "SLIPS" (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces).

"Como a planta do jarro, SLIPS são escorregadios para insetos, mas agora eles são projetados para fazer muito mais:eles repelem uma grande variedade de líquidos e sólidos, "diz Aizenberg. SLIPS mostram virtualmente nenhuma retenção, já que muito pouca inclinação é necessária para induzir o líquido ou sólido a deslizar para baixo e para fora da superfície.

"A superfície do fluido repelente oferece benefícios adicionais, pois é intrinsecamente liso e livre de defeitos, "diz Wong." Mesmo depois de danificarmos uma amostra raspando-a com uma faca ou lâmina, a superfície se repara quase instantaneamente e as qualidades repelentes permanecem, fazendo SLIPS de autocura. "Ao contrário do lótus, os SLIPS podem ser opticamente transparentes, e, portanto, ideal para aplicações ópticas e autolimpantes, superfícies claras.

Além disso, o efeito quase sem atrito persiste sob condições extremas:altas pressões (até 675 atmosferas, equivalente a sete quilômetros sob o mar) e umidade, e em temperaturas mais frias. A equipe conduziu estudos do lado de fora após uma tempestade de neve; SLIPS resistiu às temperaturas de congelamento e até repeliu o gelo.

"Não apenas nossa superfície bioinspirada é capaz de funcionar em uma variedade de condições, mas também é simples e barato de fabricar, "diz o co-autor Sung Hoon Kang, um Ph.D. candidato no laboratório de Aizenberg. "É facilmente escalonável porque você pode escolher qualquer material poroso e uma variedade de líquidos."

Para ver se a superfície estava realmente de acordo com os altos padrões da natureza, eles até fizeram alguns experimentos com formigas. Em testes, os insetos escorregaram da superfície artificial ou recuaram para um terreno mais seguro depois de apenas alguns passos tímidos.

Os pesquisadores prevêem que a tecnologia inspirada na planta do jarro, para o qual estão buscando uma patente, poderia um dia ser usado para canos de transporte de combustível e água, e tubos médicos (como cateteres e sistemas de transfusão de sangue), que são sensíveis ao arrasto e à pressão e são comprometidos por indesejáveis ​​interações líquido-superfície. Outras aplicações potenciais incluem janelas e superfícies autolimpantes que resistem a bactérias e outros tipos de incrustação (como o acúmulo que se forma nos cascos de navios). O avanço também pode encontrar aplicações em materiais resistentes ao gelo e pode levar a superfícies anti-aderentes que repelem impressões digitais ou pichações.

"A versatilidade do SLIPS, sua robustez e capacidade única de autocura torna possível projetar essas superfícies para uso em quase qualquer lugar, mesmo sob condições extremas de temperatura e pressão, "diz Aizenberg." Ele potencialmente abre aplicativos em ambientes hostis, such as polar or deep sea exploration, where no satisfactory solutions exist at present. Everything SLIPS!"