Finalmente: Um impermeabilizante que dura

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O material resistiu a todos os tipos de ataque que os pesquisadores conseguiram imaginar, permanecendo hidrofóbico. [Imagem: Joseph Xu/University of Michigan]

Resiste a quase tudo

Embora vários materiais super-hidrofóbicos - altamente repelentes à água - venham sendo sintetizados ao longo dos anos, poucos deles passaram dos laboratórios para as prateleiras por que eles perdem sua super-hidrofobicidade muito facilmente, principalmente pelo atrito.

Sabendo disso, Kevin Golovin e Anish Tuteja, da Universidade de Michigan, nos EUA, partiram para fabricar um material repelente à água que fosse capaz de se autoconsertar depois de sofrer algum dano.

O resultado saiu melhor do que o esperado.

O novo material resistiu com galhardia a testes de resistência que incluíram abrasão com pedra de esmeril, riscamento com ferramentas metálicas, fogo, jato de plasma, dobradura, sonicação e ataques químicos.

"A maioria dos pesquisadores de ciência de materiais tem-se concentrado na identificação de um sistema químico específico que seja tão durável e repelente à água quanto possível. Nós abordamos o problema de forma diferente, medindo e mapeando as propriedades químicas básicas que dão durabilidade ao revestimento repelente à água. E alguns dos resultados nos surpreenderam," confessou Golovin.

Durabilidade e autoconserto

O que Golovin descobriu é que, ainda mais importante do que a durabilidade, é uma propriedade chamada "miscibilidade parcial", ou a capacidade de duas substâncias para se misturarem parcialmente. A outra variável-chave que a equipe descobriu é a estabilidade da superfície repelente à água.

Quase todos os revestimentos repelentes de água funcionam porque sua superfície tem uma geometria muito específica, geralmente pilares microscópicos. As gotas caem nas pontas destes pilares, criando bolsas de ar por baixo que impedem que a água alcance uma superfície sólida onde possa assentar, o que mantém as gotas coesas e faz com que rolem. Mas essas superfícies tendem a ser frágeis, e uma abrasão fraca - até mesmo a própria pressão da água - pode danificá-los.

Golovin descobriu que uma superfície que seja ligeiramente flexível pode escapar dessa armadilha. Mesmo que pareça menos durável, suas propriedades flexíveis lhe permitem recuperar-se dos danos - os testes mostraram que o material se autorrepara centenas de vezes.

No detalhe, o teste realizado na superfície do material depois de uma forte abrasão. [Imagem: Kevin Golovin et al. - 10.1021/acsami.6b15491]

Já para o mercado

Dado o interesse de empresas na pesquisa, a equipe estima que seus revestimentos duráveis estarão disponíveis para uso até o final deste ano para aplicações que incluem tecidos repelentes à água e revestimentos e impermeabilizantes por pulverização (spray) que poderão ser adquiridos diretamente pelos consumidores.

Mais no futuro, eles esperam que possam atender a aplicações que estão na lista de espera há mais tempo, como revestir cascos de navios e fuselagens de aviões, mudando o perfil desses setores de transporte.

Bibliografia:

Designing self-healing superhydrophobic surfaces with exceptional mechanical durability
Kevin Golovin, Mathew Boban, Joseph M. Mabry, Anish Tuteja
Applied Materials & Interfaces
Vol.: 9 (12), pp 11212-11223
DOI: 10.1021/acsami.6b15491