Un team di ricercatori dell’Università di Harvard, ispirandosi alla strategia con cui cattura gli insetti la Darlingtonia californica, pianta carnivora del Nord America, ha messo a punto un rivestimento, non tossico e anticorrosivo, che impedisce la formazione del ghiaccio sulle superfici metalliche. Rendendole super idrofobe. La pellicola superscivolosa si chiama Slips (Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces): si tratta di un substrato poroso impregnato di un fluido lubrificante. Come spiega sulla rivista Acs Nano Joanna Aizenberg, coordinatrice del gruppo di ricerca, Slips è il candidato ideale per la costruzione dei rivestimenti antighiaccio delle ali degli aerei, ma anche di tetti, navi, cavi elettrici, segnaletica stradale e turbine eoliche.
Finora sono stati fatti diversi tentativi di realizzare materiali super repellenti, cercando di imitare le proprietà del fiore di loto. La superficie delle sue foglie è ricoperta da una microtrama che le rende particolarmente ruvide. Le gocce, così, non riescono ad aderire, come se fossero sospese su un cuscino d’aria, e rotolano via. «Ma le superfici idrorepellenti basate sull’effetto loto, così come i materiali convenzionali, in condizioni di elevata umidità, si ricoprono di condensa, brina e ghiaccio», ribadisce la docente di scienza dei materiali alla Harvard School of Engineering and Applied Sciences. «Al contrario, le superfici trattate con Slips sono efficaci anche a pressioni estreme e alta umidità. In particolare possono impedire completamente la formazione di ghiaccio a temperature di poco inferiori a zero gradi Celsius e ne riducono drasticamente l’adesione e l'accumulo a temperature polari. Tanto che si può eliminare il ghiaccio indesiderato semplicemente inclinando le superfici, agitandole un po’, o grazie all’azione del vento».
Questo nuovo rivestimento, come i ricercatori hanno spiegato in un precedente articolo su Nature, si ispira alla strategia con cui la pianta carnivora impedisce agli insetti, attratti dal suo nettare, di fuggire. Le foglie, completamente impermeabili, sono ricoperte da un fluido viscoso che li fa scivolare rendendoli facili prede. E con il trattamento Slips, anche le superfici metalliche diventano super scivolose, a prova di ghiaccio. Per dimostrare l’efficacia della nanopellicola, i ricercatori l’hanno applicata, con successo, alle alette di raffreddamento dei freezer. «Rispetto agli attuali sistemi no-frost, Slips ha impedito la formazione del ghiaccio in modo più efficiente e più a lungo», commenta la ricercatrice, illustrando come molti fenomeni naturali possono essere esempi vincenti per affrontare nuove sfide nel campo dell’ingegneria e migliorare la nostra qualità della vita.
D’inverno, l’accumulo di ghiaccio può mettere a dura prova la stabilità strutturale degli edifici e rendere difficoltosa la circolazione degli aerei. Può infatti influenzare in vari modi le prestazioni e la qualità di volo: per esempio, aumenta il peso del velivolo, e di conseguenza anche i consumi, ne può alterare le proprietà aerodinamiche, l’efficienza alare e quella dei propulsori. I metodi convenzionali per sbarazzarsi del ghiaccio, come la rimozione meccanica, il riscaldamento, l'applicazione di sale o l’uso di prodotti chimici, sono solo temporaneamente efficaci e inoltre possono corrodere i materiali e danneggiare l'ambiente. «Il nostro rivestimento», precisa Aizenberg, «ha dimostrato elevate prestazioni. E può ridurre anche i costi energetici, eliminando la necessità di dispendiose operazioni di rimozione del ghiaccio. Ora stiamo lavorando attivamente con le industrie di refrigerazione e aeronautiche per introdurlo sul mercato».
22 Giugno 2012
