(Phys.org)—Un rivestimento su scala nanometrica che contiene almeno il 95% di aria respinge la più ampia gamma di liquidi di qualsiasi materiale nella sua classe, facendoli rimbalzare sulla superficie trattata, secondo i ricercatori di ingegneria dell'Università del Michigan che lo hanno sviluppato.

Oltre ai capi super resistenti alle macchie, il rivestimento potrebbe portare a indumenti traspiranti per proteggere soldati e scienziati dalle sostanze chimiche, e vernici impermeabili avanzate che riducono drasticamente la resistenza sulle navi.

Goccioline di soluzioni che normalmente danneggerebbero la tua maglietta o la tua pelle si ritraggono quando toccano la nuova "superficie superomnifobica".

"Praticamente qualsiasi liquido che ci butti sopra rimbalza senza bagnarlo. Per molti altri rivestimenti simili, liquidi a bassissima tensione superficiale come oli, alcoli, acidi organici, basi organiche e solventi si attaccano a loro e potrebbero iniziare a diffondersi e non è quello che vuoi, " disse Anish Tuteja, assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali, ingegneria chimica e scienze e ingegneria macromolecolari.

Tuteja è l'autore corrispondente di un articolo sul rivestimento pubblicato nell'attuale numero del Giornale della Società Chimica Americana .

Lei e i suoi colleghi hanno testato più di 100 liquidi e ne hanno trovati solo due in grado di penetrare nel rivestimento. Erano clorofluorocarburi, sostanze chimiche utilizzate nei frigoriferi e nei condizionatori d'aria. Nel laboratorio di Tuteja, in una manifestazione, la superficie respingeva il caffè, salsa di soia e olio vegetale, così come acidi cloridrico e solforico tossici che potrebbero bruciare la pelle. Tuteja dice che è anche resistente alla benzina e ai vari alcol.

Per applicare il rivestimento, i ricercatori utilizzano una tecnica chiamata elettrofilatura che utilizza una carica elettrica per creare particelle fini di solido da una soluzione liquida. Finora, hanno rivestito piccole tessere di schermo e strisce di tessuto delle dimensioni di un francobollo.

Il rivestimento è una miscela di particelle plastiche gommose di "polidimetilsilossano, " o PDMS, e cubi su scala nanometrica resistenti ai liquidi sviluppati dall'Air Force che contengono carbonio, fluoro, silicio e ossigeno. La chimica del materiale è importante, ma così è la sua consistenza. Abbraccia la struttura dei pori di qualsiasi superficie su cui viene applicato, e crea anche una rete più sottile all'interno di quei pori. Questa struttura significa che tra il 95 e il 99 percento del rivestimento sono in realtà sacche d'aria, quindi qualsiasi liquido che viene a contatto con il rivestimento tocca appena una superficie solida.

Poiché il liquido tocca semplici filamenti della superficie solida, al contrario di un'area più ampia, il rivestimento sviluppato può ridurre drasticamente le forze intermolecolari che normalmente avvicinano i due stati della materia. Queste forze di interazione di Van der Waals sono ridotte al minimo.

"Normalmente, quando i due materiali si avvicinano, si infondono una piccola carica positiva o negativa l'una sull'altra, e non appena il liquido entrerà in contatto con la superficie solida inizierà a diffondersi, "Ha detto Tuteja. "Abbiamo drasticamente ridotto l'interazione tra la superficie e la goccia."

Quasi senza alcun incentivo a diffondersi, le goccioline rimangono intatte, interagendo solo con le molecole di se stessi, mantenendo una forma sferica, e rimbalza letteralmente sul rivestimento.

Una classificazione del liquido che questo rivestimento respinge è la cosiddetta categoria non newtoniana, che include shampoo, creme, sangue, vernici, argille e inchiostri da stampa, Per esempio. Si tratta di liquidi che cambiano la loro viscosità a seconda delle forze ad essi applicate. Differiscono dai newtoniani, come l'acqua e la maggior parte degli altri liquidi, la cui viscosità rimane la stessa indipendentemente dalla forza applicata. La viscosità è una misura della resistenza di un liquido al flusso sull'applicazione della forza, e a volte è pensato come il suo spessore.

"Nessuno ha mai dimostrato il rimbalzo di liquidi non newtoniani a bassa tensione superficiale, " ha detto Tuteja.