(TECIDOS FASCISTAS E HIDROFÓBICOS!)
Você já deve ter visto por ai tecidos que repelem a água ou roupas que não sujam. Mas como isso é feito? Vamos tentar entender isso de mais perto, digamos, alguns bilionésimos de metros mais perto.
A nanotecnologia sem dúvida está cada vez mais nos surpreendendo, de acordo com os avanços que podemos ver nas pesquisas de hoje.
A tecnologia em tecidos tem sido uma das aplicações de nanomateriais. Talvez pelo fácil apreço comercial.
Roupas antimicrobianas possuem atrativos em relação à saúde num mundo onde cada vez mais estamos a mercê de novos contaminantes microbiológicos. E tecidos que são sujam? Interessante, não? Fala isso pra sua mãe.
A natureza é uma máquina incrível e algumas inspirações tecnológicas tentam imitá-la. Muitas superfícies biológicas tem a capacidade de repelir água e por consequência adquirem um sistema autolimpante. O maior exemplo disso são as folhas da flor de Lotus (Figura 1 e 2).
Figura 1: Flor de Lotus desabrochada
Figura 2: Folhas da planta repele a água
A flor é mesmo muito bonita, tanto é que ela possui um apelo místico no oriente. Mas o que nos interessa aqui são as folhas. Vejam na Figura 2 as gotas de água que não molham a superfície, sendo dessa forma hidrofóbicas.
A hidrofobicidade se dá pela nanoestrutura na folha que apresenta rugosidades capazes de aumentar a tensão superficial da água impedindo ela molhar. Por causa disso foi denominado “efeito flor de lótus” para superfícies sintéticas criadas para possuírem propriedades hidrofóbicas, sendo essas causadas por rugosidades a nível nanométrico [1,2].
Entre os efeitos da hidrofobicidade está o fenômeno de autolimpeza. A Figura 3 ilustra como isso ocorre. As folhas da flor de lótus são capazes de remover impurezas depositadas sobre a superfície por um mecanismo de rolagem das gotas de água.
Figura 3: Diagrama relacionando rugosidade e propriedade autolimpante. Imagem adaptada de Barthlott 1997 [1]
Figura 4: Morfologias de nanopartículas na criação de em rugosidade. a) SiO2 e b) ZnO nanorods Park 2015 [2]
Existem várias formas de produzir uma superfície hidrofóbica. Alguns usam dip-coating (Figura 5), síntese in-vitro, etc… Na maioria das vezes são sitetizadas nanopartículas sobre a superfície proposta.
No caso de tecidos, modificam geralmente a superfície das fibras de algodão, que é material usado na produção de vestuários.
Na Figura 4 (figura acima) mostra em a) nanopartículas de sílica e b) nanorods de ZnO.
Figura 5: Gotas de água em uma superfície hidrofóbica modificada por processo dip-coating. Gurav 2015 [3]
Um dos materiais mais usados na obtenção de superfícies hidrofóbicas são nanopartículas de sílica, por serem robustas e de fácil obtenção. Para saber mas sobre nanopartículas de sílica pode-se dar uma olhada aqui.
Pra mostrar o quão “fácil” é obter tecidos hidrofóbicos, me dispus a experimentar algumas técnicas. De forma bem resumida, de algumas testadas consegui apenas uma e por negligência não foi anotada e foi perdido a informação da forma exata de obtenção, sendo assim perdida no caos a fórmula precisa. Mas tenho as fotos pelo menos (RÁ!).
Claro que isso foi feito por curiosidade apenas. Mas resumidamente algumas observações:
- O tecido em questão foi de algodão. Nota-se que não houve mudança na coloração, o que é bom. É impossível perceber qualquer mudança a olho nu. as fibras foram recobertas por nanopartículas de sílica que nuclearam e cresceram nas fibras, parecidas como as da figura 6.
- A deposição das nanopartículas de sílica se deram da seguinte forma (
mais ou menos, porque não foi registrado): O tecido foi submersa numa mistura de água. alcool e ortossilicadto e Tetraetilo (TEOS) . Foi agitado por um período e então uma quantia de hidróxido de amônia foi adicionado na mistura. Com isso inicia-se a hidrolização do TEOS formando as nanopartículas que causará rugosidade na superfície do tecido.
Figura 6: micrografias eletrônica de fibras de algodão modificadas. Zhang 2013 [4]
Referências
[1] W. Barthlott,C. Neinhuis. Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces. 1997. DOI: 10.1007/s004250050096
[2]Park, Sohyun, Kim, Jooyoun, Park, Chung Hee. Superhydrophobic Textiles: Review of Theoretical Definitions, Fabrication and Functional Evaluation. 2015. DOI: ? (não encontrado)
[3]Gurav, Annaso B. Xu, Qingfeng. Latthe, Sanjay S. Vhatkar, R. S. Liu, Shanhu. Superhydrophobic coatings prepared from methyl-modified silica particles using simple dip-coating method. 2015. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.10.137
[4] Zhang, Ming. Wang, Chengyu. Wang, Shuliang. Li, Jian. Fabrication of superhydrophobic cotton textiles for water–oil separation based on drop-coating route. 2013. DOI: 10.1016/j.carbpol.2012.08.118
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