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Studio italiano sui materiali superidrofobici tra vetri autopulenti e navi a basso attrito
di Redazione

Pubblicato sulla rivista Acs Nano da un team del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale dell’Università Sapienza



ROMA - Un team del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale dell’Università Sapienza di Roma ha progettato una nuova superficie superidrofobica per materiali da impiegare in “condizioni estreme”, come quelli che impediscono la formazione di ghiaccio sulle ali degli aerei o sulle pale eoliche, ma anche per realizzare vetri autopulenti o imbarcazioni a basso attrito.
 
In particolare la ricerca, pubblicata sulla rivista Acs Nano, ha introdotto nuovi principi per la progettazione della trama ideale delle cosiddette superfici corrugate super idrorepellenti.
 
“Questo tipo di materiali – hanno fatto sapere dall’Università romana - presenta corrugazioni nanoscopiche (delle dimensioni di poche decine di miliardesimi di metro) in grado di intrappolare un cuscino di aria o vapore, riducendo così l’area di contatto tra liquido e solido. Si tratta di caratteristiche che donano al materiale eccezionali proprietà superidrofobiche, ma che presentano una grave controindicazione”.
 
“Uno dei problemi delle superfici idrofobe corrugate – ha spiegato Simone Meloni, ricercatore del team composto anche da Emanuele Lisi, Matteo Amabili e Alberto Giacomello con il coordinamento di Carlo Massimo Casciola - è che, qualora le cavità superficiali si bagnassero per un improvviso cambiamento di pressione, temperatura o altri parametri di esercizio, le superfici idrofobe diventerebbero inutilizzabili. Questo problema è reso più grave dall’irreversibilità del processo: potrebbe, infatti, non esser possibile ripristinare il cuscino d’aria/vapore, o almeno farlo in assenza di uno stimolo esterno”.
 
Lo studio, che è parte di uno sforzo più ampio finanziato dallo European Research Council col progetto Erc Advanced Grant Cavitation Across Scales: Following Bubbles from Inception to Collapse, si propone proprio di superare i limiti dovuti alla fragilità della superidrofobia, introducendo una nuova morfologia di superfici.
 
I ricercatori della Sapienza, attraverso simulazioni al computer, hanno sviluppato una nuova tipologia di cavità: una struttura composita costituita da scanalature longitudinali con pori a sezione quadrata di 10-20 nanometri alla loro base è in grado di ripristinare il cuscino d’aria/vapore senza bisogno di alcuna forza esterna.
 
La nuova morfologia di superfici proposta dal gruppo di ricerca, definita “modular texture”, permette di risolvere molti problemi che finora hanno limitato lo sviluppo di applicazioni tecnologiche di superfici superidrofobiche: dalle superfici autopulenti (la scarsa adesione delle particelle contaminanti combinata con il facile rotolamento di gocce d`acqua sulla superficie superidrofobica rende semplice la loro rimozione) a superfici a bassa frizione per la riduzione di attrito in imbarcazioni (col corrispondente risparmio energetico); dalla fabbricazione di superfici antighiaccio (con possibili applicazioni nel campo aeronautico) a materiali per la microcondensazione (per esempio per lo energy scavenging, che sono studiati nei laboratori del gruppo di Casciola).

Articolo pubblicato il 03 marzo 2018 - © RIPRODUZIONE RISERVATA


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