viernes, 31 de enero de 2014

Mucha "nanomúsica" en las hojas de las flores

Ya os decía hace poco que, a veces, no reconozco mi verbo fluído en algunos de los párrafos de las entradas de mi Blog. Es más, otras veces no me acuerdo ni de haber tratado ciertos temas. Y esto es lo que me ha pasado entre ayer y hoy cuando, organizando material para este post, me he dado cuenta de que, sobre el asunto del que quería escribir, ya os había ilustrado en unas breves líneas contenidas en una entrada del 28 de abril de 2008 (nada más y nada menos). Ello me va a privar de hacer una introducción como la que ya tenía en la cabeza, pero no de escribir la entrada pensada. Porque también de actualizaciones se vive en los Blogs y la que ahora voy a contar está recién salidita del horno de una revista de prestigio.

En otra entrada aún más antigua que la arriba mencionada (enero de 2008), hablábamos del llamado "efecto Loto" o "efecto flor de loto", referido al hecho de que las hojas de dicha flor tiene una superficie que presenta una gran repulsión por el agua (lo que en jerga técnica se conoce como superficies superhidrófobas). Ello resulta en que las gotas de agua que se depositan sobre las hojas adoptan una forma casi esférica (técnicamente ángulos de contacto superiores a 150º). Una ligera inclinación de la hoja hace que la gota ruede perfectamente por la superficie, arrastrando partículas que pueda haber sobre ella (polvo, por ejemplo) y ejecutando un "efecto autolimpiable". Una simulación de este comportamiento la podéis ver en este bonito y corto vídeo (solo dura medio minuto) colgado en YouTube, en el que se aprecia la estructura de la superficie sobre la que rueda la gota que, como voy a explicar, juga un papel fundamental en este comportamiento.

En la entrada de abril de 2008, sin embargo, os comentaba brevemente que una situación diferente se produce en los pétalos de rosa (que no hay que ser muy original para bautizar como "efecto pétalo de rosa"). La superficie de esos pétalos también es superhidrófoba y las gotas, como veis en la foto que ilustra este post, adoptan igualmente formas cuasiesféricas pero, en este caso, no ruedan cuando se les somete a inclinaciones. Es más, en determinados tamaños de gota, se puede voltear el pétalo y la gota de agua sigue tan pichi, anclada al pétalo.

En los últimos años, se han publicado bastantes artículos que, inspirados en ese comportamiento que se da en la Madre Naturaleza, han tratado de reproducirlo en el laboratorio, empleando como soporte superficies de materiales convencionales como metales o plásticos. El truco está en conferir a esas superficies, de forma deliberada, una rugosidad en forma de estructuras tipo cono o tronco parabólico, cuya altura sobre la superficie del material es de unos pocos nanometros. Estas estructuras así creadas pasan desapercibidas al ojo humano y, como en el caso de la flor de loto y en los pétalos, son solo visibles mediante el empleo de las más sofisticadas técnicas de microscopía de las que disponemos ahora. Se trata de un ejemplo más de cómo dichas técnicas nos están enseñando cosas a niveles de lo pequeño que no habíamos visto antes y que han cristalizado en nuevos conocimientos en los que se sustentan nuevas aplicaciones hasta ahora impensables.

En muchos de los artículos a los que hago mención en el párrafo anterior, se han conseguido sorprendentes resultados que imitan a la Naturaleza en los comportamientos descritos. Resultados que han servido, además, para generar otros, de corte más académico, en los que se proponen modelos y teorías que explican tan dispares comportamientos de dos superficies que comparten un muy parecido carácter superhidrófobo (modelos en los que no entraré para no aburrir). Pero la mayoría de los productos obtenidos en esos trabajos lo han sido a pequeña escala, con limitadas posibilidades de llevarlos a un nivel que pueda resultar interesante para su comercialización.

Eso parece cambiar en un trabajo que acaba de publicar una conocida revista sobre temas de superficies [Langmuir 2014, 30 (1), pp 325–331], en el que cuatro investigadores de Singapur, con nombres que a uno le hacen parecer tartamudo, nos anuncian que han conseguido imitar el efecto pétalo de rosa en láminas de un polímero convencional, el policarbonato, ampliamente empleado en fabricar CDs y DVDs, cascos para motoristas y, antes del lío del Bisfenol A, hasta biberones irrompibles. Y lo que es más importante, mediante un método conocido como nanolitografía, que permite producir estos materiales de forma continua como quien produce hojas de periódico.

Me voy a atrever a colgar un vídeo donde se demuestra lo que ocurre con una gota de agua depositada sobre esas superficies. Pero no estoy seguro de que todo el mundo lo pueda ver, ya que pende de la web de una revista científica en principio de pago.


Si llego (y no me aburro del Blog), ya os haré una nueva actualización allá por el 2020.

2 comentarios:

gabriela dijo...

Sorprendente....Yo hubiera jurado que la hoja del loto es lisa....mmm

El vídeo, muy decidor.

Y el último vídeo, me pareció muy curioso, como una gota de pegamento sobre el policarbonato...

Interesante, Búho!!

Jokin dijo...

Desconocía la similitud entre el caso del pétalo de las rosas, y el de la hoja de loto. Muy interesante. Como en otros casos, es tan importante el material como la disposición de este.