Articulo de referencia

Superficie impregnada de líquido

Una superficie porosa impregnada de líquido resbaladiza (SLIPS), superficie impregnada de líquido (LIS) o superficie multifásica consta de dos capas distintas. La primera es un ...

Una superficie porosa impregnada de líquido resbaladiza (SLIPS), superficie impregnada de líquido (LIS) o superficie multifásica consta de dos capas distintas. La primera es un sustrato altamente texturizado o poroso con características suficientemente espaciadas para contener de forma estable la segunda capa, que es un líquido impregnante que llena los espacios entre las características. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] El líquido debe tener una energía superficial que se ajuste bien al sustrato para formar una película estable. [ 4 ] Las superficies resbaladizas están encontrando aplicaciones en productos comerciales, superficies antiincrustantes, antihielo [ 5 ] y dispositivos médicos resistentes a biopelículas. [ 6 ]

Adaptive Surface Technologies [ 7 ] y LiquiGlide son ejemplos comerciales de superficies impregnadas de líquido, inventadas en la Universidad de Harvard [ 4 ] [ 8 ] y el Instituto Tecnológico de Massachusetts . [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

Las superficies tipo SLIPS presentan varias ventajas sobre las superficies superhidrofóbicas tradicionales basadas en loto. El líquido de libre flujo permite la creación de una superficie lisa con capacidad de autorreparación. Esta superficie lisa suele resultar en un ángulo de deslizamiento bajo tanto para líquidos de alta como de baja tensión superficial, lo que mejora el desprendimiento de gotas y la transferencia de calor. [ 12 ] Finalmente, las superficies SLIPS pueden ser ópticamente transparentes, a diferencia de muchas superficies superhidrofóbicas tradicionales que dispersan la luz debido a que su estructura es del mismo orden que la luz visible.

Sin embargo, la longevidad de SLIPS para aplicaciones antihielo prolongadas ha sido motivo de preocupación. [ 13 ] En este sentido, reemplazar el lubricante en SLIPS con un líquido de cambio de fase (PSL) [ 14 ] puede ofrecer resultados prometedores. Los PSL son una clase de materiales de cambio de fase , que se encuentran en estado líquido en condiciones ambientales y tienen un punto de fusión superior al punto de congelación del agua. Por lo tanto, el PSL cambia a fase sólida en un ambiente frío antes de que el agua pueda congelarse. Si bien la superficie texturizada impregnada con PSL se comporta como un SLIPS tradicional en condiciones ambientales, cuando se opera por debajo del punto de fusión del PSL, resiste el desplazamiento del PSL fuera de la textura superficial por el agua, generando una mayor hidrofobicidad incluso en sustratos hidrófilos .

Véase también

Referencias

  1. "Superficies resbaladizas con alta estabilidad a la presión, transparencia óptica y características de autorreparación" .
  2. "Patente estadounidense n.° US 20130032316 A1" . Patente estadounidense . USPTO . Consultado el 18 de octubre de 2013 .
  3. "Patente estadounidense n.° US 20090191374 A1" . Patente estadounidense . USPTO . Consultado el 10 de agosto de 2022 .
  4. 1 2 Wong, Tak-Sing; Kang, Sung Hoon; Tang, Sindy KY; Smythe, Elizabeth J.; Hatton, Benjamin D.; Grinthal, Alison; Aizenberg, Joanna (2011). "Superficies resbaladizas autorreparables bioinspiradas con omnifobicidad estable a la presión" (PDF) . Nature . 477 (7365): 443– 447. Bibcode : 2011Natur.477..443W . doi : 10.1038/nature10447 . ISSN 0028-0836 . PMID 21938066. Recuperado el 6 de mayo de 2025 .  
  5. Wilson, Peter W.; Lu, Weizhe; Xu, Haojun; Kim, Philseok; Kreder, Michael J.; Alvarenga, Jack; Aizenberg, Joanna (2013). "Inhibición de la nucleación del hielo por superficies porosas resbaladizas impregnadas de líquido (SLIPS)" . Phys. Chem. Chem. Phys . 15 (2): 581– 585. Bibcode : 2013PCCP...15..581W . doi : 10.1039/C2CP43586A . ISSN 1463-9076 . PMID 23183624. Recuperado el 6 de mayo de 2025 .  
  6. Epstein, Alexander K.; Wong, Tak-Sing; Belisle, Rebecca A.; Boggs, Emily Marie; Aizenberg, Joanna (2012-08-14). "Superficies estructuradas con infusión de líquido con un rendimiento excepcional contra la bioincrustación" ( PDF) . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 109 (33): 13182– 13187. doi : 10.1073/pnas.1201973109 . ISSN 0027-8424 . PMC 3421179. PMID 22847405. Recuperado el 2025-05-06 .   
  7. "Tecnologías de superficies adaptativas" . Tecnologías de superficies adaptativas . Consultado el 17 de agosto de 2022 .
  8. "Superficies resbaladizas con alta estabilidad a la presión, transparencia óptica y características de autorreparación" .
  9. "Sitio web de LiquiGlide" . LiquiGlide Inc. Consultado el 5 de noviembre de 2013 .
  10. Solomon, Brian R.; Subramanyam, Srinivas Bengaluru; Farnham, Taylor A.; Khalil, Karim S.; Anand, Sushant; Varanasi, Kripa K. (2016). "CAPÍTULO 10. Superficies impregnadas con lubricante". Serie Materia Blanda . Cambridge: Royal Society of Chemistry. págs. 285–318 . doi : 10.1039/9781782623953-00285 . ISBN  978-1-78262-154-6. Consultado el 6 de mayo de 2025 .
  11. Chang, Kenneth (24 de marzo de 2015). "Resolviendo un problema difícil" . The New York Times : D4(L)–D4(L). ISSN 0362-4331 . Consultado el 6 de mayo de 2025 . 
  12. Yogi, Yashwant S.; Parmar, Harsharaj B.; Fattahi Juybari, Hamid; Nejati, Sina; Rao, Akshay K.; Roy, Rishav; Zarei, Mojtaba; Li, Longnan; Sett, Soumyadip; Das, Abhimanyu; Miljkovic, Nenad; Weibel, Justin A.; Warsinger, David M. (2025-03-15). "Condensadores de superficie porosa infundida con líquido resbaladizo (SLIPS) para destilación por membrana de espacio de aire de alta eficiencia" . Communications Engineering . 4 (1): 48. doi : 10.1038/s44172-025-00348-y . ISSN 2731-3395 . PMC 11910583. PMID 40089632 .   
  13. Rykaczewski, Konrad; Anand, Sushant; Subramanyam, Srinivas Bengaluru; Varanasi, Kripa K. (30 de abril de 2013). "Mecanismo de formación de escarcha en superficies impregnadas de lubricante". Langmuir . 29 (17): 5230– 5238. doi : 10.1021/la400801s . ISSN 0743-7463 . PMID 23565857 .  
  14. Chatterjee, Rukmava; Beysens, Daniel; Anand, Sushant (2019). "Retraso de la formación de hielo y escarcha mediante líquidos de cambio de fase" . Advanced Materials . 31 (17) 1807812. Bibcode : 2019AdM....3107812C . doi : 10.1002/adma.201807812 . ISSN 1521-4095 . PMID 30873685 .