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Jueves, 7 febrero 2013
Ciencia de los Materiales

Materiales hidrófobos resistentes y duraderos

Disponer de superficies hidrófobas resistentes a condiciones ambientales extremas sería de gran utilidad para numerosos sectores industriales, incluyendo el energético, el del transporte, el de la construcción, y en general cualquier otro en el que se trabaja con agua. Por ejemplo, la condensación del agua es una parte crucial de muchos procesos industriales, y ese paso se da en la mayoría de las centrales eléctricas y en plantas de desalinización del agua.

Los materiales hidrófobos impiden que el agua se extienda sobre una superficie, promoviendo que se acumule formando gotas que pueden resbalar y caer con facilidad. El uso de estos materiales puede reforzar de modo notable la condensación del agua. Sin embargo, esos materiales tienen un gran problema: La mayoría requiere capas delgadas de polímero que se degradan cuando se calientan y que también se desgastan con facilidad por otras causas.

Ahora, unos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, han dado con una nueva clase de materiales hidrófobos que pueden superar estos problemas. Estos nuevos materiales repelen muy bien al agua, pero además son duraderos ante temperaturas extremas y otras condiciones ambientales hostiles.

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Gisele Azimi, a la izquierda, exhibe 3 de los 13 discos hechos con los distintos materiales de óxidos de lantánidos, con Kripa Varanasi junto a ella. Detrás de ambos, el horno usado para convertir los polvos en la forma sólida propia de una cerámica.) (Foto: David Castro-Olmedo / MIT)


Los materiales de tipo cerámico son muy resistentes a las temperaturas extremas pero tienden a ser hidrófilos (atraen al agua) en lugar de ser hidrófobos. El equipo de la ingeniera mecánica Gisele Azimi decidió intentar elaborar materiales de tipo cerámico a partir de un grupo de elementos cuya singular estructura electrónica pudiera dar como resultado materiales hidrófobos. Ese grupo es el de los elementos conocidos como lantánidos o tierras raras.

Como todos los lantánidos tienen propiedades físico-químicas similares, el equipo de Azimi esperaba que sus óxidos se comportaran uniformemente en sus interacciones con el agua.

Para probar esta hipótesis Azimi, Kripa Varanasi, Rajeev Dhiman, Hyuk-Min Kwon y Adam Paxson usaron óxidos en polvo de 13 de los 14 miembros de esa serie (excluyendo uno radiactivo) y formaron pelotitas mediante el método de comprimir polvo y calentarlo hasta casi su punto de fusión para así obtener una forma sólida propia de una cerámica.

Cuando se probaron, los 13 materiales mostraron fuertes propiedades hidrófobas, como se predijo.

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