Può respingere l'acqua, olio, alcol e persino burro di arachidi. E potrebbe far risparmiare milioni di dollari alla Marina degli Stati Uniti sui costi del carburante delle navi, ridurre la quantità di energia consumata dalle navi e migliorare l'efficienza operativa.

L'Office of Naval Research (ONR) sta sponsorizzando il lavoro del Dr. Anish Tuteja, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali presso l'Università del Michigan, per sviluppare un nuovo tipo di rivestimento "onnifobico". Questo rivestimento chimico è chiaro, durevole, può essere applicato su numerose superfici e rilascia praticamente qualsiasi liquido.

Di particolare interesse per la Marina è il modo in cui i rivestimenti onnifobici possono ridurre la resistenza all'attrito, la resistenza creata dal movimento di uno scafo attraverso l'acqua, sulle navi, sottomarini e navi subacquee senza equipaggio.

Confronta la resistenza per attrito con il jogging in piscina. A causa della resistenza dell'acqua, ogni passo è più difficile e richiede più energia e sforzo.

"Una percentuale significativa del consumo di carburante di una nave [fino all'80 percento a velocità inferiori e 40-50 percento a velocità più elevate] va verso il mantenimento della sua velocità e il superamento della resistenza per attrito, " ha detto il dottor Ki-Han Kim, un ufficiale di programma nel dipartimento di guerra e armi in mare dell'ONR. "Se potessimo trovare un modo per ridurre drasticamente la resistenza all'attrito, le navi consumerebbero meno carburante o batteria, e godere di una più ampia gamma di operazioni."

Il rivestimento onnifobico di Tuteja potrebbe essere una soluzione. Immaginate due navi che navigano alla stessa velocità, una che ha a che fare con la resistenza all'attrito e l'altra coperta da un rivestimento che fa sì che l'acqua si gonfi e scivoli via facilmente dallo scafo. La nave rivestita teoricamente consumerebbe meno carburante perché non deve combattere la stessa resistenza all'acqua mantenendo la velocità.

Sebbene i rivestimenti repellenti non siano nuovi, è difficile crearne uno che resista alla maggior parte dei liquidi ed è abbastanza resistente da aderire a varie superfici per lunghi periodi di tempo. Prendete una padella teflonata, Per esempio. L'acqua si gonfierà e rotolerà dalla padella, mentre l'olio da cucina si diffonderà ovunque.

"I ricercatori possono prendere una matrice polimerica molto resistente e un riempitivo molto repellente e mescolarli, " ha detto Tuteja. "Ma questo non produce necessariamente un durevole, rivestimento repellente. Diversi polimeri e cariche hanno diverse miscibilità [la capacità di due sostanze di mescolarsi insieme]. La semplice combinazione dei singoli componenti più durevoli non produce il rivestimento composito più durevole."

Per progettare il loro rivestimento innovativo, Tuteja e il suo gruppo di ricerca hanno studiato vasti database informatici di sostanze chimiche note. Hanno quindi inserito complesse equazioni matematiche, in base alle proprietà molecolari di ciascuna sostanza, per prevedere come si comporteranno due qualsiasi una volta mescolati. Dopo aver analizzato centinaia di combinazioni, i ricercatori hanno trovato il giusto mix.

Il matrimonio molecolare è stato un successo durante i test di laboratorio. La combinazione gommosa può essere spruzzata, spazzolato, per immersione o per centrifugazione su numerose superfici, e si lega strettamente. Il rivestimento può anche resistere ai graffi, ammaccature e altri pericoli dell'uso quotidiano. E il modo in cui le molecole si separano rende il rivestimento otticamente trasparente.

Oltre a ridurre la resistenza all'attrito, Tuteja prevede altri usi della Marina per il rivestimento onnifobico, inclusa la protezione di apparecchiature di alto valore come sensori, radar e antenne meteorologiche.

Oltre ai rivestimenti onnifobici per ridurre la resistenza all'attrito, L'ONR sta sponsorizzando altri tipi di ricerca sui rivestimenti per prevenire la corrosione sia su navi che su aerei e combattere il biofouling (l'accumulo di cirripedi sugli scafi). Rivestimenti simili possono anche impedire la formazione di ghiaccio sulle navi che operano in regioni fredde, o rendere la rimozione del ghiaccio molto più semplice rispetto ai metodi convenzionali come la raschiatura.

Il team di Tuteja sta conducendo ulteriori test sul rivestimento onnifobico, ma hanno in programma di averlo pronto per un uso militare e civile su piccola scala entro i prossimi due anni.