p "Onifóbico" pode soar como uma forma de descrever alguém que tem medo de tudo, mas na verdade se refere a um tipo especial de superfície que repele virtualmente qualquer líquido. Essas superfícies podem ser usadas em tudo, desde cascos de navios que reduzem o arrasto e aumentam a eficiência, para coberturas que resistem a manchas e protegem contra produtos químicos prejudiciais. Mas as superfícies onifóbicas desenvolvidas até agora sofrem de um grande problema:a condensação pode desativar rapidamente suas propriedades de derramamento de líquido. p Agora, pesquisadores do MIT descobriram uma maneira de superar esse efeito, produzindo um design de superfície que reduz drasticamente os efeitos da condensação, embora com um pequeno sacrifício no desempenho. As novas descobertas são descritas no jornal ACS Nano , em um artigo do estudante graduado Kyle Wilke, professora de engenharia mecânica e chefe de departamento Evelyn Wang, e dois outros.

p A criação de uma superfície que pode liberar praticamente todos os líquidos requer um tipo preciso de textura que cria uma série de bolsas de ar microscópicas separadas por pilares ou saliências. Essas bolsas de ar mantêm a maior parte do líquido longe do contato direto com a superfície, impedindo-o de "molhar, "ou espalhando-se para cobrir uma superfície inteira. Em vez disso, o líquido se transforma em gotas.

p "Muitos líquidos molham perfeitamente, o que significa que o líquido se espalha completamente, "diz Wilke. Isso inclui muitos dos refrigerantes usados ​​em aparelhos de ar condicionado e geladeiras, hidrocarbonetos, como aqueles usados ​​como combustíveis e lubrificantes, e muitos álcoois. "Esses são muito difíceis de repelir. A única maneira de fazer isso é por meio de uma geometria de superfície muito específica, o que não é tão fácil de fazer, " ele adiciona.

p Vários grupos estão trabalhando em métodos de fabricação, ele diz, mas com características de superfície medidas em dezenas de mícrons (milionésimos de metro) ou menos, "pode ​​tornar-se bastante difícil de fabricar, e pode tornar as superfícies bastante frágeis. "

p Se tais superfícies forem danificadas, por exemplo, se um dos minúsculos pilares for dobrado ou quebrado, pode anular todo o processo. "Um defeito local pode destruir toda a capacidade da superfície de repelir líquidos, "diz ele. E a condensação, como a formação de orvalho devido à diferença de temperatura entre o ar e a superfície, age da mesma maneira, destruindo a onifobicidade.

p "Nós consideramos:como podemos perder parte da repelência, mas tornar a superfície robusta" contra danos e orvalho, Wilke diz. "Queríamos uma estrutura que um defeito não destruiria." Depois de muito cálculo e experimentação, eles encontraram uma geometria que atende a esse objetivo, obrigado, em parte, a bolsas de ar microscópicas que estão desconectadas em vez de conectadas nas superfícies, tornando a propagação entre os bolsos muito menos provável.

p Os recursos devem ser muito pequenos, ele explica, porque quando as gotículas se formam, elas estão inicialmente na escala de nanômetros, ou bilionésimos de um metro, e o espaçamento entre essas gotículas crescentes pode ser inferior a um micrômetro.

p A arquitetura chave que a equipe desenvolveu é baseada em saliências cujos perfis se assemelham a uma letra T, ou, em alguns casos, uma letra T com serifas (os pequenos ganchos nas extremidades dos traços das letras em algumas fontes). Tanto a forma em si quanto o espaçamento dessas saliências são importantes para alcançar a resistência da superfície a danos e condensação. As formas são projetadas para usar a tensão superficial do líquido para impedi-lo de penetrar nas pequenas bolsas de ar da superfície, e a forma como as cristas se conectam evita que qualquer penetração local das cavidades superficiais se espalhe para outras pessoas próximas - como a equipe confirmou em testes de laboratório.

p Os sulcos são feitos em um processo de várias etapas usando sistemas de fabricação de microchip padrão, primeiro decapando os espaços entre as cristas, em seguida, revestindo as bordas dos pilares, em seguida, remover esses revestimentos para criar o recorte nas laterais das cristas, deixando uma saliência semelhante a um cogumelo no topo.

p Devido às limitações da tecnologia atual, Wilke diz, superfícies onifóbicas raramente são usadas hoje, mas melhorar sua durabilidade e resistência à condensação pode permitir muitos novos usos. O sistema precisará de mais refinamento, no entanto, além desta prova inicial do conceito. Potencialmente, pode ser usado para fazer superfícies autolimpantes, e para melhorar a resistência ao acúmulo de gelo, para melhorar a eficiência da transferência de calor em processos industriais, incluindo geração de energia, e para reduzir o arrasto em superfícies como cascos de navios.

p Essas superfícies também podem fornecer proteção contra a corrosão, reduzindo o contato entre a superfície do material e quaisquer líquidos corrosivos aos quais possa ser exposto, dizem os pesquisadores. E porque o novo método oferece uma maneira de projetar com precisão a arquitetura de superfície, Wilke diz que pode ser usado para "adaptar como uma superfície interage com os líquidos, como para adaptar a transferência de calor para gerenciamento térmico em dispositivos de alto desempenho. "

p Chang-Jin Kim, um professor de engenharia mecânica e aeroespacial da Universidade da Califórnia em Los Angeles que não esteve envolvido neste trabalho, diz "Uma das limitações mais significativas das superfícies onifóbicas é que, embora tal superfície tenha uma repelência a líquidos superior, toda a superfície é umedecida quando o líquido entra nos vazios da superfície texturizada em alguns locais. Essa nova abordagem aborda essa limitação. "

p Kim acrescenta que "Gosto do fato de que a ideia principal deles foi baseada na ciência fundamental, enquanto seu objetivo era resolver um problema importante da vida real. O problema que abordaram é importante, mas muito difícil. "E, ele diz, "Esta abordagem pode tornar algumas das superfícies onifóbicas úteis e práticas para algumas aplicações importantes." p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.