Una resistente pintura convierte todo tipo de superficies en autolimpiables

Un equipo del University College de Londres (UCL, Reino Unido) ha desarrollado una nueva pintura para crear superficies autolimpiables y resistentes al desgaste. El recubrimiento se puede aplicar a la ropa, el papel, el vidrio y el acero, y cuando se combina con adhesivos, mantiene sus propiedades de auto-limpieza después de pasarle un trapo, rascarlo con un cuchillo o arañarlo con papel de lija.

Las superficies autolimpiables funcionan siendo extremadamente repelentes al agua, pero a menudo dejan de funcionar cuando se dañan o están expuestas a aceite. La nueva pintura crea una superficie más resistente, que también resiste al desgaste diario, por lo que podría utilizarse para una amplia gama de aplicaciones en el mundo de la ropa y los coches, según los investigadores.

El primer autor Yao Lu (del departamento de Química de la UCL), explica en la nota de prensa de la universidad: "Ser resistentes al agua permite a los materiales autolimpiarse, formando gotas de agua con forma de canica que ruedan sobre la superficie, actuando como mini-aspiradoras que recogen la suciedad, los virus y las bacterias en el camino. Para que esto suceda, la superficie debe ser dura y cerosa, por lo que nos dispusimos a crear estas condiciones en superficies duras y blandas mediante el diseño de nuestra propia pintura, combinándola con diferentes adhesivos para ayudar a las superficies a soportar el daño".

El estudio, en el que han participado investigadores del UCL, del Imperial College de Londres y de la Universidad Tecnológica de Dalian (China), y que se publicó la semana pasada en Science, muestra cómo la nueva pintura hecha de nanopartículas revestidas de dióxido de titanio puede dar propiedades de autolimpieza a una amplia gama de materiales, incluso durante y después de su inmersión en aceite y después de que su superficie se dañe.

Métodos

Se utilizaron diferentes métodos de recubrimiento para crear las superficies repelentes al agua, en función del material. Se utilizó la pistola de aspersión de un artista para revestir el vidrio y el acero, el recubrimiento por inmersión para la lana de algodón y una jeringa para aplicar la pintura sobre papel.

Todos los materiales se convirtieron en impermeables y auto-limpiables, puesto que se vieron las gotitas de agua de diferentes tamaños rebotando en lugar de mojar la superficie, eliminando la suciedad aplicada por los investigadores. Esto se mantuvo después de infligir daño a las superficies.

Lu agrega: "Nuestra pintura funcionó muy bien en una variedad de superficies en condiciones difíciles que fueron diseñadas para simular el desgaste de los materiales en el mundo real. Por ejemplo, la pintura del coche se raya y araña con frecuencia, y queríamos asegurarnos de que nuestra pintura sobreviviría a eso. Además de los usos prácticos, la pintura también se podría utilizar de forma creativa para hacer arte con el agua, que es algo que he estado explorando personalmente".

Experimentos

Los experimentos se filmaron para mostrar el comportamiento de las superficies tratadas respecto a las superficies de control (no tratadas). Los ejemplos incluyen: algodón sumergido en agua de color azul que emerge blanco inmaculado, sin rastro de contaminación; y papel tratado que se mantiene seco y limpio después de ser expuesto a la suciedad y el agua.

Claire Carmalt, co-autora y profesora de Química Inorgánica en la UCL, señala: "El mayor desafío para la aplicación generalizada de superficies autolimpiables es encontrar una manera de que sean lo suficientemente resistentes para soportar el daño diario. Las superficies tienden a ser débiles mecánicamente y se degradan con facilidad, pero al combinar nuestra pintura con diferentes adhesivos, hemos demostrado que es posible hacer una superficie autolimpiable robusta. Utilizamos materiales que están fácilmente disponibles para que nuestros métodos puedan escalarse para aplicaciones industriales ".

El profesor Ivan Parkin, autor principal y director del departamento de Química de la UCL, concluye: "Nuestro trabajo tiene como objetivo caracterizar nuevos materiales en una escala muy pequeña para que podamos ver la mejor manera de utilizarlos para mejorar nuestra vida cotidiana. La nueva pintura está dentro de una cartera más amplia de superficies que estamos desarrollando para diferentes propósitos, incluyendo recubrimientos antimicrobianos para combatir las infecciones hospitalarias, y esperamos que este descubrimiento adelante la adopción generalizada de superficies autolimpiables".

Referencia bibliográfica:

Y. Lu, S. Sathasivam, J. Song, C. R. Crick, C. J. Carmalt, I. P. Parkin. Robust self-cleaning surfaces that function when exposed to either air or oil. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aaa0946.