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Parabrezza autopulente e antiappannamento
Un nuovo rivestimento che cambia struttura a seconda che sia a contatto con olio o acqua potrebbe impedire l'appannamento del parabrezza o l'accumulo di depositi oleosi. Il rivestimento è stato sviluppato alla Purdue University e riportato all'incontro dell'American Chemical Society della scorsa settimana.
Vedere chiaramente: Quando l'acqua si condensa sul vetro, può formare minuscole gocce che rendono difficile la visione della superficie. Un nuovo rivestimento fa sì che tali goccioline si diffondano, formando un foglio trasparente. Il rivestimento respinge anche l'olio.
Goccia d'acqua su una superficie trattata con il rivestimento, e si diffonde rapidamente, creando un film sottile. Questa azione impedisce la formazione delle minuscole goccioline d'acqua che compongono la nebbia. Aggiungere olio, tuttavia, e la superficie risponde in modo opposto, respingendo l'olio e facendolo formare delle gocce. Qualsiasi olio che non cola da solo verrebbe facilmente rimosso con acqua, rendendo superfluo l'uso del sapone da parte del conducente.
Il comportamento dell'olio e dell'acqua sul rivestimento è insolito in quanto con questo materiale l'olio si accumula più dell'acqua. In genere, è il contrario: la maggiore tensione superficiale dell'acqua la fa gocciolare più del petrolio.
Sebbene gli esatti meccanismi coinvolti non siano ancora stati confermati, è chiaro che ciò che fa agire il rivestimento in questo modo insolito è che si tratta effettivamente di due superfici in una, in grado di modificare la propria struttura a seconda che sia a contatto con olio o acqua. Il rivestimento è costituito da catene polimeriche attaccate chimicamente a una superficie di vetro come le setole di un pennello. Questi polimeri sono flessibili e in grado di cambiare forma. Mentre lo fanno, i segmenti con proprietà chimiche distinte possono salire in superficie. I ricercatori della Purdue suggeriscono che una possibilità è che questi polimeri si ridispongano a seconda del modo in cui i diversi segmenti sono attratti o respinti dall'olio o dall'acqua. Quando è presente olio, un segmento del polimero che provoca la formazione di gocce di fluido sale sulla superficie del rivestimento. Ma quando l'acqua è presente, questo segmento si ritira dalla superficie, permettendo all'acqua di espandersi.
È certamente un modo intelligente di procedere, afferma Michael Rubner, professore di scienza e ingegneria dei materiali al MIT. Il nuovo rivestimento dei ricercatori della Purdue, afferma, è posizionato in modo univoco per essere in grado di adattarsi al suo ambiente.
Il rivestimento potrebbe essere particolarmente utile all'interno dei parabrezza delle auto, afferma Jeffrey Youngblood, il professore di ingegneria dei materiali alla Purdue che ha guidato il lavoro. Tracce di olio, come da trattamenti protettivi sulle superfici interne di un'auto, aderiscono al vetro, modificando l'energia superficiale del vetro e aumentando la sua tendenza all'appannamento. Il rivestimento respingerebbe l'olio e impedirebbe la formazione di gocce d'acqua di nebbia. Le proprietà del rivestimento potrebbero renderlo utile anche nei filtri. Applicato su una silice porosa, consente il passaggio dell'acqua ma crea barriere all'olio. Questo potrebbe essere utile per ripulire le fuoriuscite di petrolio.
Per realizzare il rivestimento, i ricercatori hanno sviluppato un modo per legare in modo covalente Zonyl FSN-100, un materiale prodotto da DuPont, a una superficie di vetro. Sebbene questo processo abbia funzionato bene per testare le proprietà del sistema, è troppo costoso per la produzione su larga scala. Youngblood e i suoi colleghi stanno attualmente sviluppando tecniche spray o roll-on meno costose per realizzare il rivestimento.
I passaggi futuri includeranno anche la modifica della chimica in modo che il rivestimento funzioni con tipi di oli oltre all'olio a base di petrolio testato fino ad oggi. Alla fine, potrebbe essere possibile creare un rivestimento basato su meccanismi simili che respinge le impronte digitali, facilitando la pulizia di occhiali e display del telefono cellulare.