nanooparticulas oleofobicas


INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
“Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas”
Optativa I
Fundamentos de nanotecnología.
“Nanoparticulas super-hidrofóbicas y oleofobicas para uso en distintas superficies”

Crear un material adherente al calzado (principalmente tenis) y que este sea capaz de hacer el tenis impermeable al agua u aceites o incluso a la mugre, esto derociarse por fuera, si se aplicara por dentro este debería ser un inhibidor de mal olor o de algunas bacterias y hongos. Usando nano partículas que puedan destruir lo antes mencionado sin dañar el calzado, el calcetín y la piel. Se había pensado usar nano partículas de plata y como adherente impermeable se pensó en pinturas epoxicas pero aún falta por ver cómo pueden no manchar el tenis, en especialsi es blanco.

Se sabe que el agua es un elemento esencial para la mayoría de formas de vida, incluida principalmente la del ser humano, sin embargo, es enemiga de muchos materiales (en su vida útil) , por lo tanto se han desarrollado algunos productos con propiedades HIDROFOBICAS diseñados para impermeabilizar las superficies y evitar la acción del agua.
Este tipo de tecnología permite repelerla adherencia del agua en casi cualquier objeto.
Lo llamado antes “tecnología” para fabricar productos hidrofobicos ahora se ha convertido en “nanotecnología”, ya que gracias a la nano-estructura de algunas partículas pueden impedir que algunos líquidos se derramen en estas estructuras nano, sin importar la cantidad o su viscosidad.
Estas superficies son conocidas por el efecto del “loto” otambién llamado efecto lotus antiadherente, descubierto en los años setenta observando las propiedades naturales de las hojas de la flor de loto.


A mediados de los años 90’s Wilhelm Barthlott desarrolló y patentó el principio registrado como el “efecto de loto” gracias al uso de la nanotecnología, base fundamental en la que se basan las superficies con características hidrofobicas.
Se ha dadopor definición que una sustancia es hidrofobica si esta no es miscible con el agua, es decir cuando la molécula en cuestión no es capaz de interaccionar ion-dipolo ni mediante puentes de hidrogeno.
Para el caso de los hidrocarburos saturados las moléculas de agua en la vecindad del hidrocarburo se orientan y se asocian formando estructuras parecidas al hielo, creándose una especie de jaula demoléculas de agua alrededor de la molécula hidrofobica. Esta estructura se conoce como clatrato.


Clatrato:
Modelo de una molécula de ciclohexano (en amarillo; no se muestran sus hidrógenos) rodeada de moléculas de agua. En la imagen de la derecha se han eliminado las moléculas delanteras para poder apreciar la estructura de la "jaula" y la falta de enlaces entre el ciclohexano y el agua.Compare con el modelo inositol-agua, en el que sí que hay puentes de hidrógeno. Note además que alguno de los hidrógenos del agua (en azul) no puede formar puentes de hidrógeno en el clatrato.

En resumen, una molécula que no pueda interacción con el agua incrementa el orden del agua a su alrededor, es decir, disminuye su entropía.
Es muy importante destacar que la energía de las interaccioneshidrofobicas aumenta al elevar la temperatura, además, el desorden del agua también aumenta con la temperatura, por lo que la fuerza de interacciones hidrofobicas es mayor a temperaturas elevadas. Un ejemplo de estructura celular dependiente exclusivamente de las interacciones hidrofobicas son las membranas.




A diferencia de la hidrofobicidad que es una propiedad química, la super-hidrofobia esuna propiedad fundamentalmente física; Existen dos principios básicos en los que se basa la super-hidrofobicidad. El primero de ellos es generar un ángulo de contacto de la gota de agua con la superficie, y el segundo principio es conseguir que ese ángulo tenga la mayor inclinación posible para alejar la gota lo más posible de la superficie. De modo que si el ángulo de contacto oscila entre 90...