Nuevos materiales para capturar el agua atmosférica

Todo ser vivo en nuestro planeta depende del agua en mayor o menor medida. Por ello, es lo primero que buscamos en otros lugares del universo cuando queremos encontrar rastros de vida. No es de extrañar, por tanto, que en la naturaleza existan numerosas soluciones para captarla: desde las raíces de las plantas hasta las agujas de las secuoyas californianas o el caparazón de los escarabajos del desierto de Namibia. Estos dos últimos ejemplos se basan en la gran afinidad que presentan determinados materiales a la hora de capturar el agua atmosférica. Las secuoyas, por ejemplo, pueden cubrir un tercio de sus necesidades hídricas de esta forma mientras que los escarabajos logran sobrevivir en condiciones de aridez extrema. Tal como vimos recientemente, existen numerosas tecnologías de captación del agua en el aire para consumo humano. Ahora, un grupo de científicos de la Universidad de Texas ha mejorado el proceso de recolección del agua con el desarrollo de una superficie que incorpora un lubricante hidrofílico.

De acuerdo con la revista Science Advances, en la que se ha publicado esta mejora, la clave reside en la creación de superficies rugosas resbaladizas (slippery rough surfaces o SRS, por sus siglas en inglés) que poseen propiedades hidrofílicas y la capacidad de orientar el movimiento de las gotas que se encuentran en su superficie hacia una dirección determinada. Estas áreas rugosas resbaladizas son mucho más eficientes que las existentes hasta el momento, basadas en superficies porosas resbaladizas de infusión líquida (slippery liquid-infused porous surface o SLIPS, por sus siglas en inglés). Pero, antes de continuar, conviene explicar en qué consisten exactamente esas siglas. La tecnología SLIPS utiliza un innovador material con poros microscópicos en el que se introduce un fluido lubricante; de esa forma, se consigue crear una superficie repelente y autolimpiable que no solo permite repeler el agua sino también partículas de polvo y elementos contaminantes. Inspirándose en estos materiales así como en la superficie del caparazón de los escarabajos de Namibia y algunas plantas carnívoras, la biomímesis de la tecnología SRS da un paso más y potencia la acumulación de gotas de mayor tamaño al mismo tiempo que permite reconducirlas en la dirección deseada.

Las dos cualidades fundamentales de esta innovación tecnológica son, por tanto, la capacidad de atraer las gotas y formar otras de mayor tamaño, tal como sucede con el caparazón de los escarabajos, y ofrecer una superficie extremadamente resbaladiza, una característica de las plantas carnívoras. Para ello, los investigadores han recurrido a grupos hidroxilo, unos grupos funcionales orgánicos con una gran capacidad hidrofílica que son la base del lubricante empleado. Además, el material sobre el que se aplica el lubricante cuenta con nanotexturas que ofrecen movilidad direccional a las gotas.

Aplicaciones de materiales superhidrófilos y superhidrófobos

Los cálculos de los investigadores indican que con la nueva superficie se podrían recolectar hasta ciento veinte litros de agua por metro cuadrado al día. Aparte de la captación de agua atmosférica, el sistema SRS posee numerosas aplicaciones: puede ser usado en aparatos de aire acondicionado, sistemas industriales o como cobertura en cascos de barcos para impedir la acumulación de detritos.

Otras técnicas que recurren a nanotubos de carbono o grabación láser permiten crear superficies superhidrófobas, que consiguen el efecto contrario al expuesto anteriormente: repelen líquidos con una eficacia extrema. Tanto es así, que las gotas de agua rebotan al impactar con ellas. Estos nuevos materiales ofrecen la posibilidad de revestir placas solares con una capa que impida la acumulación de agua e impurezas que puedan reducir su eficiencia. Asimismo, impedirían la oxidación o la acumulación de hielo.

Una de las tecnologías más llamativas en este terreno es un material desarrollado por la Universidad Británica de Columbia que puede mostrar propiedades superhidrófobas y superhidrófilas en función de si se le aplica una corriente eléctrica o no.

Fuentes: Phys.org