Attraverso lo studio delle superfici della zanzara, i ricercatori di Penn State hanno dettagliato una nanostruttura precedentemente non identificata che può essere utilizzata per progettare rivestimenti idrorepellenti più forti e più resistenti. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati su Science Advances. Con una maggiore capacità di respingere le goccioline, questo design potrebbe essere applicato ai dispositivi di protezione individuale (DPI) per resistere meglio alle particelle cariche di virus, come il COVID-19, tra le altre applicazioni.
“Negli ultimi decenni, le superfici idrorepellenti progettate in modo convenzionale sono state generalmente basate su piante, come le foglie di loto”, ha detto Lin Wang, uno studente del dipartimento di Scienza del Penn State.
L’utilità della struttura dell’occhio della zanzara
Le teorie dell’ingegneria classica hanno utilizzato questo approccio per creare superfici superidrofobiche o idrorepellenti. Tradizionalmente, sono fabbricate con trame a bassa frazione solida, che mantengono uno strato d’aria estremamente sottile al di sopra di una bassa densità di microscopiche nanostrutture simili a capelli.
“Il ragionamento è se la goccia o l’oggetto galleggia sopra quell’aria, non si incastrerà in superficie”, ha dichiarato Tak-Sing Wong, professore associato di ingegneria meccanica e biomedica e Consigliere di Wang. Poiché funziona in modo efficace, i rivestimenti artificiali tendono a imitare la bassa densità di queste nanostrutture.
Tuttavia, questo documento descrive in dettaglio un approccio completamente diverso. Durante l’esame di superfici come l’occhio di una zanzara, Wang ha scoperto che i peli nanoscopici su quelle superfici sono più densi, chiamati in ingegneria “trame ad alta frazione solida”. In seguito a ulteriori esplorazioni, questo significativo allontanamento dalla struttura delle piante potrebbe procurare ulteriori benefici idrorepellenti.
“Immagina di avere un’alta densità di queste nanostrutture su una superficie”, ha detto Wang. “Potrebbe essere possibile mantenere la stabilità dello strato d’aria da forze di impatto più elevate.” Ciò potrebbe anche significare che le strutture più densamente imballate potrebbero essere in grado di respingere il liquido che si sta muovendo a una velocità superiore, come le gocce di pioggia.