Durante muchos años, los ingenieros han tratado de crear un tipo especial de superficie: una que pueda repeler y absorber líquidos, y cuya capacidad para hacerlo, su "comportamiento de humectación", se pueda controlar de forma rápida y precisa. La tecnologíatendría una amplia gama de aplicaciones potenciales, desde filtración de agua y dispositivos biomédicos hasta lentes ópticas líquidas y sistemas de laboratorio en un chip.
Los investigadores de la Universidad de Columbia Británica han desarrollado ahora una "superficie inteligente". Barato, escalable y alimentado por una batería eléctrica convencional, la superficie a base de cobre cambia de ser muy repelente al agua superhidrofóbico a muyabsorbente de agua superhidrófilo ya que se aplica el potencial eléctrico.
"Cuando se aplican pequeños voltajes a la superficie, las gotas de agua que inicialmente se desprenden se adhieren a ella cada vez con más fuerza", dice Ben Zahiri, coautor principal del estudio. "Al cambiar la magnitud del voltaje y cuánto tiempo durará"Si se aplica, podemos controlar fácilmente el ángulo que forma cada gota con la superficie y la rapidez con que esto sucede ".
Cuando se elimina el potencial eléctrico, la gota conserva su forma y permanece fija en su lugar.
Otros grupos han modificado el comportamiento de humectación de las superficies de cobre usando estímulos como calor, radiación UV y rayos X. Pero para lograr esto, las temperaturas requeridas son altas, hasta 300 grados Celsius, y los tiempos de exposición requeridosson largos, de decenas de minutos a días, lo que los hace poco prácticos para varios fines industriales y de consumo.
Por el contrario, el estímulo eléctrico utilizado por el equipo de UBC modifica el comportamiento de humectación rápidamente de unos segundos a unos minutos y de manera reversible, a los voltajes que se encuentran en las baterías cotidianas menos de 1.5 V. Lo hace cambiando la oxidaciónestado de la superficie de cobre, que contiene una mezcla de CuO hidrofílico y Cu hidrofóbico 2 O: a medida que el cobre pierde electrones, se vuelve menos atraído por el agua.
La capacidad de controlar la humectabilidad de la superficie podría ser útil donde sea que sea necesario manipular las gotitas o partículas sólidas absorbidas por las gotitas, incluidos los dispositivos microfluídicos y los sistemas de manejo de materiales peligrosos. También ofrece capacidades avanzadas de autolimpieza al permitir la caída controladade fluidos
Aunque el equipo de UBC decidió investigar el cobre porque es barato, abundante y uno de los metales más utilizados en el mundo, Zahiri cree que la manipulación electroquímica de otros metales, óxidos metálicos y óxidos mixtos puede producir resultados igualmente prometedores.para el líquido, se podría usar cualquier fluido conductor, como la sangre.
"Estos hallazgos podrían abrir una nueva área de exploración para superficies inteligentes", dice el profesor de ingeniería mecánica de UBC Walter Mérida, quien supervisó el trabajo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Columbia Británica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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