El escarabajo del desierto del Namib, en la costa de Namibia (África), sobrevive recolectando agua de la niebla gracias a una estructura única que tiene en su espalda: una serie de protuberancias hidrofílicas a lo largo de una superficie cerosa superhidrofóbica recolecta y dirige las gotas hacia la boca del animal. Por su parte, los mejillones marinos pueden adherirse a casi cualquier tipo de superficie gracias al bioadhesivo polidopamina.
Inspirándose en ambos hechos enseñados por la naturaleza, unos científicos de Arabia Saudita se preguntaron cómo obtener agua de la niebla y diseñaron en 2015 un método para crear superficies superhidrofóbicas con micropatrones superhidrofílicos que permiten recolectan agua a partir de humedad atmosférica de manera eficiente. Esto es muy importante en regiones áridas de regiones costeras en las que, aunque las precipitaciones son muy escasas, al menos existe una potencial fuente de agua de consideración: la niebla matutina.
En realidad, la idea ya se había tratado de poner en funcionamiento muchas veces, pero el problema estaba en crear superficies superhidrofóbicas provistas de micropatrones de puntos hidrofílicos que resulten efectivas. Se habías intentado estrategias de litografía, pero resultaban costosas, complejas e ineficientes. Los científicos saudíes diseñaron un método que imita el de las impresoras de inyección de tinta y permite crear patrones de microgotas de polidopamina superhidrofílica en superficies superhidrofóbicas a gran escala.
Partir de una disolución acuosa de dopamina para después convertirla en polidopamina (por autopolimerización oxidativa) no era viable porque colocar las microgotas de disolución acuosa sobre la superficie hidrofóbica es muy difícil, ya que la superficie rechaza el agua. Sin embargo, funcionó bien agregando al agua etanol y etilenglicol. El etanol reduce la tensión superficial de la disolución acuosa de dopamina, mientras que el etilenglicol reduce su presión de vapor. Esto hace que la disolución de dopamina sea estable en la superficie superhidrofóbica.
Así que se “imprimió” la disolución de dopamina en la superficie superhidrofóbica imitando el patrón de la espalda del escarabajo del desierto de Namib lográndose una superficie con una eficiencia de recolección de agua de ~61,8 mg cm2 h–1 .
El método es de un solo paso, sin necesidad de usar plantillas y es versátil, permitiendo el modelado directo de una gran variedad de superficies superhidrofóbicas.
Fuente: L. Zhang, J. Wu, M. N. Hedhili, X. Yang and P. Wang, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 2844 DOI: 10.1039/C4TA05862C.
