El efecto Loto y su uso en la industria

Todo el mundo conoce la belleza de la flor de loto (Nelumbo nucifera), su fragilidad y su simplicidad le han hecho merecedora de un gran número de significados como la pureza, fertilidad, prosperidad y longevidad .

Flor sagrada en la India, Japón y China cuyas hojas reproducen un efecto que la industria trata de imitar por sus interesantes aplicaciones, es el llamado efecto loto.

Anteriormente comentábamos que en algunas culturas es considerada signo de pureza, pudiéndose deber en gran medida a la propiedad de autolimpieza que tienen sus hojas: ¿habéis visto alguna hoja de loto en buen estado que esté sucia? ¡imposible! ¡la hoja llega a salir totalmente limpia a pesar de sumergirla en lodo!, probad a echar miel en sus hojas, se hará bolitas como si fuese mercurio y rodará sobre su superficie.

Esta asombrosa propiedad fue estudiada por Barthkott y Neinhuis de la Universidad de Bonn descubriéndose en 1975 su explicación científica.

Posteriormente este descubrimiento sirvió a por ejemplo la industria de la pintura para crear pinturas con propiedades autolimpiantes. 

Me gusta este ejemplo de investigación con final feliz, además nos acerca a la ciencia y nos enseña la importancia que ésta puede tener en nuestra vida cotidiana.

Pero.... y ¿en qué consiste este efecto?

La superficie de la hoja es una superficie "superhidrófoba", lo que vendría a ser una altísima repelencia hacia el agua. Además es capaz de limpiar de una manera muy eficaz las partículas de polvo debido a esta gran repelencia. Este hecho para la planta significa más sol que llega a sus hojas y menos bacterias presentes en su superficie.

Para los no metidos en materia podríamos comenzar a elucubrar y pensar por ejemplo que es posible que se deba a una superficie extremadamente lisa que hace que el agua resbale tan rápido que no llegue ni a mojar, pero si os digo que la superficie de la hoja de loto es todo menos lisa ¿cómo os quedáis? de plástico duro seguramente ;)

¿Además, por qué la suciedad de la hoja es arrastrada con una facilidad pasmosa por el agua?

Bien, aquí se juntan varios aspectos:

1. Las propiedades físicas de las microestructuras que forman la superficie de la hoja
2. La composición química de las nanoestructuras localizadas en la parte superior de las microestructuras ( con alto contenido en ceras)
3. Las propiedades de adherencia de la suciedad y la gota con la superficie de la hoja.

La forma que tiene una gota en contacto con una superficie depende de tres fuerzas (fuerza de contacto gota-aire, gota-planta y aire-planta) que son las responsables de su tensión superficial (energía por unidad de superficie). Cuando la superficie es rugosa e hidrófoba a la gota le cuesta mucha energía  mojar esta superficie. De manera que su forma óptima, la que menos energía le cuesta, sería como la de un faquir sobre una cama de espinas, es decir la gota permanecerá como posada sobre las rugosidades dejando una capa de aire entre ellas. El resultado: la gota no resbalará sino que rodará sobre la hoja, al contrario ocurrirá en las superficies hidrofílas donde la gota empapará las rugosidades y resbalará.

 Es precisamente ese rodamiento el que produce el efecto de autolimpieza. Cuando la fuerza de absorción del agua hacia la partícula de suciedad es mayor que la que ésta tiene de atracción con la superficie de la hoja (fuerza estática de fricción) entonces la gota de agua "engancha" a la partícula de suciedad y rueda con ella.

Aquí tenéis un vídeo donde se ve genial

Para los más curiosos que quieran verlo en vivo y en directo en la misma hoja de loto aquí tenéis otro vídeo donde "juegan" primero con el agua y después con miel, parece un truco de magia.

Como veis es un efecto bastante sorprendente y sus aplicaciones son infinitas, imaginaos una pintura con esta propiedad no llegaría a ensuciarse, así que se podría utilizar al lado de los fogones de la cocina. Nuestros zapatos siempre estarían limpios, las fachadas de los edificios incluidos los cristales también, la taza del WC tendría muchas menos bacterias, en fin, continuando con los vídeos, os recomiendo ver este, es de una casa comercial, pero eso es lo que menos nos importa, lo importante es ver sus aplicaciones y entender que vinieron de la ciencia...

 

En el video que acabáis de ver se utiliza un spray que convierte las superficies de los materiales en superhidrófobas, el efecto en los líquidos sería el mismo que el producido bajo lo que llamamos efecto loto, pero la tecnología es diferente. La nanotecnología que sigue este efecto busca conseguir directamente materiales con la estructura porosa de la hoja de loto que es la que produce ese efecto superhidrófobo.

¿Os gustaron las fotos?

Todas ellas las tomamos en el Parc Floral de Paris y en el Jardin des Plantes.