Gli ingegneri della Brigham Young University (BYU) stanno sviluppando superfici estremamente impermeabili che, credono , potrebbe migliorare notevolmente l’efficienza sia delle centrali elettriche che degli impianti di energia solare. Queste superfici, dette “superfici superidrofobiche“, risultano estremamente difficili da bagnare, dato che l’acqua tende ad aggregarsi formando perle sulla superficie.
In natura è possibile vedere numerosi esempi di superfici superidrofobiche come le piume d’anatra, le ali di farfalla e le foglie di loto. Queste superfici efficienti respingono l’acqua, provocando l’aggregazione e la formazione di piccole perline perché più attratte rispetto alla superficie. Queste superfici hanno ispirato molti ingegneri nel campo della biomimetica, dove gli scienziati tentano di imitare gli elementi della natura per risolvere i problemi.
In questo studio, che è stato pubblicato nella fisica dei fluidi, gli ingegneri di BYU hanno prodotto superfici superidrofobiche dalla combinazione di rivestimenti idrofobi con superfici coperte sia in piccoli posti o creste microscopiche in un decimo delle dimensioni dei capelli umani. Essi poi hanno esaminato il modo in cui l’acqua interagisce con la superficie quando scende in vasca o acqua bollita.
I rivestimenti superidrofobici come questi hanno numerose diverse applicazioni nell’industria. Essi possono essere spruzzati con gli abiti come stivali e giacche per renderli impermeabili, o circuiti e griglie per tenerli puliti. Possono anche essere applicati agli scafi delle navi per impedire la crescita di microrganismi e ridurre la corrosione. Ma i ricercatori principali dello studio, Julie Crockett e Dan Maynes, vedono la loro ricerca applicata per aumentare l’efficienza dei sistemi di produzione di energia.
La maggior parte delle centrali generano energia bruciando o carbone o gas per produrre vapore che ruota una turbina. Il più grande parco solare del mondo che ha aperto quest’anno nel deserto del Mojave, in California, produce energia elettrica in modo simile utilizzando specchi giganti ai raggi solari diretti su caldaie che crea anche il vapore ad alta temperatura che guida le turbine del generatore.
Una volta che le turbine sono in corso, il vapore prodotto deve essere alimentato nel sistema per essere riutilizzato ottenendo una condensazione in un liquido. Se i condensatori sono stati prodotti con superfici super-idrofobiche questo processo potrebbe essere molto più efficiente. “Se hai queste superfici, il fluido non è attratto al muro condensatore, e non appena il vapore inizia a condensazione ad un liquido, questo rotola fuori verso destra”, afferma Crockett. «Molto rapidamente ed efficacemente condensa un sacco di gas.“
Secondo Maynes, se tali superfici fossero applicate alle celle fotovoltaiche la conversione dell’energia solare in energia elettrica potrebbe essere migliorata perché significherebbe che il materiale viene mantenuto pulito. Video:
Per produrre le loro superfici superidrofobiche, i ricercatori litografici hanno creato micro messaggi o creste su materiali che sono state poi rivestite con un sottile strato di un materiale idrofobo come il Teflon. Hanno quindi utilizzato telecamere ad alta velocità per registrare come l’acqua interagisce con la superficie. Hanno poi modificato le superfici per ottenere una migliore comprensione del perché sono così idrofobici, ad esempio modificando la larghezza e angolazione delle costole.
“La gente sa di queste superfici, ma perché causano goccioline o getti di comportarsi il loro modo di fare non è particolarmente ben riaputo“, ha detto Crockett. “Se non si conosce il motivo per cui i fenomeni si verificano, essi possono o non possono effettivamente essere utili a voi.”
Fonte: www.iflscience.com
