Le superfici superidrofobiche respingono l'acqua come nient'altro. Questo li rende estremamente utili per rivestimenti antimicrobici, come batteri, virus e altri agenti patogeni non possono aderire alle loro superfici. Però, le superfici superidrofobiche hanno un grosso difetto:sono estremamente suscettibili ai tagli, graffi o ammaccature. Se una superficie superidrofoba viene danneggiata, l'area danneggiata può intrappolare liquidi e si perdono i benefici del rivestimento. Ora, però, una collaborazione tra ricercatori in Cina e Finlandia ha sviluppato una superficie superidrofobica corazzata che può subire ripetute percosse da oggetti appuntiti e contundenti, e respingono ancora i liquidi con un'efficacia da record mondiale.

La ricerca—che è la caratteristica di copertina del numero di questa settimana di Natura - ha progettato superfici superidrofobiche che possono essere realizzate in metallo, bicchiere, o ceramica. Le proprietà superidrofobiche della superficie derivano da strutture di dimensioni nanometriche sparse su di essa. Il trucco è modellare la superficie del materiale con una struttura a nido d'ape di minuscole piramidi capovolte. Il fragile prodotto chimico idrorepellente viene quindi rivestito all'interno del nido d'ape. In questo modo si evita che il liquido si attacchi alla superficie, e il fragile rivestimento chimico è protetto dai danni dalle pareti della piramide.

"L'armatura può essere realizzata con quasi tutti i materiali, è l'interconnessione del telaio di superficie che lo rende forte e rigido, "dice il professor Robin Ras, un fisico della Aalto University il cui gruppo di ricerca faceva parte del progetto. "Abbiamo realizzato l'armatura con favi di diverse dimensioni, forme e materiali. La bellezza di questo risultato è che è un concetto generico che si adatta a molti materiali diversi, dandoci la flessibilità di progettare un'ampia gamma di superfici impermeabili durevoli."

Oltre alle loro utili proprietà antimicrobiche per la tecnologia biomedica, Le superfici superidrofobiche possono essere utilizzate anche più in generale in qualsiasi applicazione che richieda una superficie idrorepellente. Un esempio è il fotovoltaico, dove l'accumulo di umidità e sporco nel tempo blocca la quantità di luce che possono assorbire, che riduce la produzione di energia elettrica. Realizzare un pannello solare con una superficie di vetro superidrofobo manterrebbe le loro efficienze per lunghi periodi di tempo. Per di più, poiché le celle solari sono spesso sui tetti e in altri luoghi difficili da raggiungere, i rivestimenti repellenti ridurrebbero la quantità di pulizia necessaria.

"Utilizzando il design disaccoppiato, introduciamo un nuovo approccio per la progettazione di una superficie superidrofobica robusta. Il nostro lavoro futuro sarebbe quello di spingere ulteriormente questo metodo, e trasferire robuste superfici superidrofobiche a diversi materiali e la sua commercializzazione, " ha detto il professor Xu Deng, il leader del gruppo dell'Università di Scienze e Tecnologie Elettroniche della Cina a Chengdu che ha preso parte a questa ricerca.

Altre applicazioni desiderabili per le superfici superidrofobiche includono nelle macchine e sui veicoli, dove le condizioni possono essere molto dure per materiali fragili per lunghi periodi di tempo. Per simulare questi ambienti di lavoro, i ricercatori hanno sottoposto le loro nuove superfici a condizioni estreme, compresa la cottura a 100 °C ininterrottamente per settimane, immergendoli per ore in liquidi altamente corrosivi, facendoli saltare con getti d'acqua ad alta pressione, e sottoponendoli a sforzi fisici in condizioni di estrema umidità. Le superfici erano ancora in grado di respingere i liquidi con la stessa efficacia di prima.

Ora che i punti di forza di questo nuovo design del materiale sono stati dimostrati, la ricerca futura esplorerà il suo ampio potenziale nelle applicazioni del mondo reale.