Produtos impermeáveis são muito recorrentes no nosso cotidiano e muitas vezes a ciência por trás disso passa despercebida. Por isso hoje conversaremos sobre materiais impermeáveis, que não são uma novidade, mas são muito importantes para nós!
Impermeabilidade é a resistência de um material, por exemplo, para a penetração de um líquido. No nosso cotidiano, a maioria dos produtos que vemos que se dizem impermeáveis, são impermeáveis à água, mas isso não significa que eles serão impermeáveis a qualquer líquido.
Um material impermeável à água é dito hidrofóbico, já aqueles que não repelem esse líquido são conhecidos como hidrofílicos. Esses materiais são classificados de acordo com o ângulo que a água forma quando em contato com a superfície plana de um material. Esse ângulo, entre a borda da gota e a superfície é chamado de ângulo de contato. Como pode-se ver na imagem abaixo, quanto menor for o ângulo, mais hidrofílico será o material, pois mais susceptível à interação ele estará. É considerado que o material seja hidrofóbico quando o material possua um ângulo maior do que 90˚.
Os materiais que apresentarem um ângulo maior do que 140˚ são chamados de superhidrofóbicos. Já quando é menor do que 20˚, são considerados superhidrofílicos.
Esse efeito de superhidrofobicidade é visto em folhas de lótus, as quais possuem a capacidade de repelir água totalmente, ajudando na limpeza das folhas quando as gotas deslizam por cima delas. Por isso esse efeito é conhecido também como Efeito Lótus.
Como esse fenômeno acontece
A característica do material se dá principalmente pela química da superfície, que é determinada pela composição do material. Além disso, a forma da superfície também pode amplificar o efeito, como por exemplo em padrões nanos, como falamos no post Metais hidrofóbicos a partir de Lasers.
Esse fenômeno por ser muito presente na natureza, como no exemplo citado acima, já é conhecido por mais de 200 anos pelos cientistas. Além da folha, outro caso que pode ser citado é o do besouro africano stenocara. Porém o fenômeno ainda hoje é estudado e promete ajudar muito na engenharia, como na área de eficiência energética.
Superfícies superhidrofóbicas desenvolvidas por pesquisadores do MIT podem auxiliar na transferência de calor em condensadores de usinas, aumentando a eficiência deles. Além disso esses estudos prometem auxiliar muito no campo dos eletrônicos, asas de avião e instalações de dessalinização.
Referências: