Verso i materiali superidrofobici

Piccoli robot che camminano sull’acqua come gli insetti? Il piano della cucina, i muri o i tessuti della poltrona che si puliscono da soli? Due fenomeni che Xiao Cheng Zeng, docente di chimica all’Università di Lincoln in Nebraska (Usa), ritene possibili nel prossimo futuro, e che si basano su una stessa caratteristica: la super idrofobia. Grazie alle capacità di calcolo del super computer del Riken Institut, in Giappone, il ricercatore è infatti riuscito a riprodurre le condizioni che conferiscono alle superfici la particolare proprietà di far “rotolare” via le gocce d’acqua.

In natura questo fenomeno si osserva sulle setole dei bruchi o sui fiori del loto, e consente ai gerridi (gli insetti che spesso si vedono scivolare sugli stagni) di pattinare sull’acqua. Come gli autori dello studio riportano su Pnas, i bruchi o gli insetti pattinatori ottengono la super idrofobia attraverso un’organizzazione della superficie “a due livelli”: una base cerosa su cui si trovano microscopiche strutture simili a peli, spesso ricoperti a loro volta da “peli” più piccoli. Questi dislivelli diminuiscono la parte della superficie a contatto con la goccia d’acqua. Il risultato è che la goccia rotola invece che scivolare, come avverrebbe su una superficie semplicemente idrofoba. La differenza pratica? Sulla superficie super idrofoba, la goccia, “rotolando”, ingloba lo sporco e lo trascina con sé, mentre su quella idrofoba la goccia aderisce.

Decine di migliaia di simulazioni (gocce di varie dimensioni e che si muovono a diverse velocità su più materiali) hanno portato i ricercatori a stabilire l’altezza ottimale dei livelli di  “peli” e la distanza che deve esistere tra queste strutture perché le superfici siano super idrofobe. (a.d.)