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Material Hidrofóbico: O que é? Por que é tão útil?

O que é um composto hidrofóbico?

Hidrofobia é o oposto de hidrofilia, que vem do grego ὕδωρ/ hydor/ “hidros” água, ιλος/ phílos – amoroso) e significa: amante da água.

Em outras palavras, são substâncias que atraem água.

Portanto, quando falamos de uma superfície hidrofílica, estamos nos referindo a um sólido de uma alta energia superfície onde uma gota de água se espalha ou desliza.

Se nos atermos estritamente à raiz grega da combinação das palavras hidros e fobos, o sentido literal é horror da água

material hidrofóbicoAssim, nas disciplinas Assim como a Física e a Química, esse conceito se refere àquelas substâncias que são repelidos pela água nunca pode misturar. É o caso dos óleos, provavelmente o mais conhecido do planeta com esta propriedade repelente à água.

Sempre que a água é derramada sobre uma superfície com revestimento hidrofóbico, gotas de contato bastante grandes se formarão, porque é composto de moléculas não polares e insolúveis, que não são capazes de se dissolver em água,

Mas é preciso conseguir um ângulo com a maior inclinação possível, para que a gota se afaste o máximo possível da superfície que tenta invadir.

Um ângulo de contato entre 90 a 150 graus é maravilhoso para obter propriedades ultra-hidrofóbico que espanta a água.

O oposto ocorre caso a superfície tenha uma revestimento hidrofílico, pois permite molhar a superfície, pois a água é atraída. Neste caso, o chamado ângulo de contato é baixo.

Há uma molhabilidade alta ou alta que é coberta com uma fina camada hidrofílica.

Que substâncias o compõem?

Existem vários técnicas atualmente amplamente utilizadas que permitem criar superfícies hidrofóbicas ou hidrofílicas.

Por exemplo:

A tecnologia de plasma é capaz de injetar monômeros ou moléculas de baixa massa molecular em um plasma e revestir diferentes superfícies com camadas finas de diferentes propriedades.

Desta forma, são alcançadas superfícies que repelem ou atraem a água, ou seja, superfícies hidrofóbicas ou hidrofílicas.

materiais hidrofóbicos flor de lótusO mercado está repleto de superfícies hidrofóbicas compostas por compostos químicos. Mas deve-se notar que os revestimentos hidrofóbicos não são polares. É por isso que eles repelem a água, enquanto os hidrofílicos são.

Mas os cientistas ligados a a Universidade de Rochester conseguiram desenhar padrões microscópicos com a ajuda da tecnologia laser, em superfícies metálicas onde criaram uma propriedade superior, chamada superhidrofobiaque consiste em repelir a água de forma muito potente e resistente à passagem do tempo.

Outra vantagem desta nova propriedade chamada superhidrofobia é que você não precisa de nenhuma inclinação para a água.

No entanto, as pesquisas neste centro de conhecimento continuam avançando, a fim de aproveitar esta técnica em novos materiais para uso industrial.

Essa condição -como explica o grupo de pesquisa em diferentes entrevistas- baseia-se na chamada efeito de lótusdetectado após observação microscópica de as propriedades hidrofóbicas naturais das folhas da flor de lótus, que contêm substâncias não polares, como gorduras e óleos que criam uma superfície muito áspera, até áspera, também conhecida pelo nome de efeito faquir.

Você sabia que…?

A Flor de Lótus, portanto, não se suja, suas folhas estão sempre limpas, mesmo em condições extremas onde abunda a lama ou em regiões pantanosas.

Embora em meados da década de 1990 o chamado princípio da “efeito lótus” por Wilhelm Barthlottque aplicou o nanotecnologia para criar superfícies hidrofóbicas, hoje procura-se obter material super-repelente à água, graças à criação do superfície super-hidrofóbica ideal, que ainda está em processo de pesquisa e aperfeiçoamento.

O que significa uma molécula ser hidrofílica?

Uma molécula hidrofílica ou polar é aquela capaz de se dissolver em água, é solúvel, pode ser misturada facilmente.

São moléculas que têm tendência a interagir com a água, dissolver-se nela ou em outra substância polar. Eles formam ligações de hidrogênio e são polarizados.

Que aplicações práticas esses materiais podem ter?

Uma das aplicações ideais dessas superfícies hidrofóbicas é altamente conveniente em painéis solares exposta, como se sabe, aos elementos. Com esta tecnologia, podem ser fabricados painéis que não se suje ou se auto-limpe quando chover.

painéis solareslogicamente, eles devem estar sempre secos para funcionar muito bem e pode processar bem Energia solar.

Também pode ser aplicado em banheiras, chuveiros e vasos sanitários, para que não haja marcas de água que danifiquem a superfície.

Você sabia que…?

Mas talvez a melhor aplicação tenha a ver com a indústria da aviação, em aeronaves comerciais e militares.

Porque até as asas dos aviões podem ser feitas com materiais hidrofóbicos, assim como outras peças fundamentais, para que fiquem imunes à formação de gelo em temperaturas muito baixas ou extremas.

Igualmente, aplica-se a vidros autolimpantes, de modo que quando a água entra em contato com uma película hidrofóbica, ela desliza automaticamente, garantindo assim uma visibilidade perfeita.

Por exemplo:

Na área sanitária ou de saúde, essas superfícies hidrorrepelentes são essenciais em centros clínicos, pois essa propriedade impede a criação de bactérias em superfícies sempre úmidas, como banheiros.

painéis fotovoltaicosTambém em instrumentos cirúrgicos é aplicado esta propriedade em materiais o que deveria estar livre de bactérias, muito limpo.

Outras aplicações mais especializadas desta propriedade hidrofóbica estão ligadas à indústria eletrônica, metalurgia, o vidro e até materiais cerâmicos.

Finamente, a indústria têxtil o aplica na produção de algodões especiais que são repelentes à água e podem ser usados ​​com mais conforto no outono e inverno.

Exemplos de materiais hidrofóbicos

planta capuchinhaEmbora até recentemente se acreditasse que o superfície de flor de lótus era a perfeição à prova d’água, verifica-se que um grupo de engenheiros especialistas de origem americana criaram um composto ainda mais resistente, Inspirado nas características surpreendentes das asas de borboleta e folhas de a planta capuchinhauma trepadeira de folhas encurvadas muito abundante no Peru.

Este material mantém as roupas completamente secas e evita a formação de gelo nos motores das aeronaves.

Este estudo, realizado em a Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MITpor suas siglas em inglês) exigiu muita paciência para fazer uma superfície feita de silicone com pequenas ranhuras que fazem a água saltar chocantementeque roda muito mais rápido, atingindo valores estimados em um rebote com um aumento de até 40% na eficácia, do que foi alcançado até agora.

Esses sulcos imitam os encontrados em asas do morfo Borboletas, assim como as veias das folhas da planta Nasturtium.

Com esta descoberta, espera-se consolidar uma nova era na utilização de superfícies ainda mais resistentes, aplicáveis ​​a produtos de uma vasta gama, como tecidos, impermeáveis, cabos elétricos, aviões, tendas, até aerogeradores. painéis.

A verdade é que a natureza continua sendo a melhor fonte de inspiração científica.

sergio koifman

Sobre Sergio Koifman

Sergio Koifman é um renomado biólogo com mais de duas décadas de experiência dedicadas à pesquisa e ao entendimento dos ecossistemas naturais. Seu extenso histórico inclui estudos aprofundados sobre a biodiversidade, conservação e sustentabilidade ambiental. Ao longo de sua carreira, Sergio desempenhou um papel fundamental na preservação da vida selvagem e na promoção de práticas sustentáveis. Sua paixão e compromisso em relação à natureza o tornam uma autoridade respeitada na comunidade científica e um defensor incansável da proteção ambiental. Seu trabalho tem um impacto duradouro na preservação dos ecossistemas e na conscientização ambiental.