Efecto Lotus: El efecto antiadherente de la naturaleza

En una reciente conferencia en Santander, el afamado científico, profesor, divulgador y director científico de la Fundación la Caixa, el español Jorge Wagensberg, concluyó su conferencia con las siguientes palabras:

«Debemos mirar a la Naturaleza para observar qué soluciones aplica e intentar imitar e incluso plagiar pero sin utilizar la materia viva»

Este principio en la investigación científica lleva reproduciéndose desde que estamos en este planeta, pero en los últimos años parece haberse intensificado con los grandes avances en el campo de la investigación nanotecnológica, en concreto en las superficies nanoestructuradas. Una de las últimas aplicaciones, aunque su descubrimiento tuvo lugar a principios de la década de los 80 del siglo pasado, es la aplicación del conocido como Efecto Lotus en la fabricación de materiales autolimpiables o ultra-antiadherentes.
Las extraordinarias propiedades superhidrofóbicas halladas en las hojas de la planta de loto, es la base de todo este estudio y aplicación y de ella coge el nombre este curioso efecto. Wilhelm Barthlott descubrió esta singular propiedad de la planta de loto en 1982 (de él es también la patente de este efecto), y desde entonces ha sido estudiado por multitud de botánicos y físicos.
La explicación física del Efecto lotus se basa en una elevada tensión superficial, que tiene su fundamento en el valor del ángulo de contacto de un líquido con un sólido.  El valor del ángulo de contacto depende principalmente de la relación que existe entre las fuerzas adhesivas entre el líquido y el sólido y las fuerzas cohesivas del líquido. Cuando las fuerzas adhesivas con la superficie del sólido son muy grandes en relación a las fuerzas cohesivas, el ángulo de contacto es menor de 90 grados sexagesimales, teniendo como resultado que el líquido moja la superficie. La explicación teórica de este ángulo se puede consultar aquí.

Consideremos un líquido ha caído sobre una superficie sólida. Si el líquido es atraído fuertemente por la superficie sólida (por ejemplo agua sobre un sólido hidrófilo) la gota se extenderá completamente por el sólido y el ángulo de contacta será aproximadamente 0º. Para los sólidos que sean menos hidrófilos el ángulo de contacto puede variar entre 0º y 30º. Si la superficie del sólido es hidrófoba el ángulo de contacto será mayor que 90º. En superficies muy hidrófobas el ángulo puede ser mayor a 150º e incluso cercano a 180º. En estos casos el agua reposa sobre la superficie pero no la moja ni tampoco se extiende sobre ellas. A algunas de estas superficies se les llama superhidrófobas y pueden ser obtenidas a partir de superficies fluoradas como el Teflon que tiene una microtextura apropiada para ello. Este efecto es denominado el efecto Lotus debido a la planta "Lotus" con hojas especiales que desarrollan esta habilidad mediante pequeñas protuberancias y que pueden ser superhidrófobas incluso con miel

Una demostración visual de este efecto lo podemos ver en el siguiente video grabado en Tenerife,  en el que se vierte sobre la superficie de la hoja de loto agua y posteriormente miel. No es exclusivo de la planta de loto este efecto, ya que por ejemplo plantas como el tropaeolum, el phragmites (una graminácea) y la aquilegia lo poseen, aunque en menor medida; dentro del mundo animal podemos poner como ejemplo a las alas de la mariposa. Es por este efecto, por el que tenemos la sensación de que por mucho que llueva, no se mojan.
Actualmente ya podemos encontrar muchas aplicaciones prácticas de esta propiedad como por ejemplo en pinturas de revestimiento, en las pantallas de Ipod, PSP o NDS, cerámicas para sanitarios, construcción de postes eléctricos ...etc
Creo que a mi madre hace unos años le hubiese gustado mucho que mi ropa hubiese tenido todo lo antiadherente de este efecto :-P
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