Resumen
La hidrofobicidad, es una propiedad de los materiales, pero atentos, porque hay métodos con los que se puede modificar, pudiendo obtener una hoja o un trozo de tela que funja como el acero que repela el agua como pasa en las sartenes de teflón. Para conseguir modificar esta propiedad, se pueden usar dos tipos distintos de técnicas: modificar los mecanismos químicos que intervienen o modificar los mecanismos físicos.
Modificar los mecanismos químicos
La primera opción, ha sido ampliamente extendida durante muchos años y consiste en cambiar la química del material. El fundamento de esta técnica consiste en variar las fuerzas de unión que existen entre el agua y los distintos materiales.
Para entenderlo mejor, sería como si la superficie del material y el agua fueran dos imanes que se atraen, y por lo tanto, se quedan muy juntos.
Si por el contrario, las fuerzas de unión son muy débiles, entonces el agua tendrá una forma esférica y rodará por la superficie del material sin mojarlo.
En este caso, sería como si el agua estuviera en el espacio, sin ninguna fuerza que haga que tenga contacto con la superficie.
Una vez entendido el mecanismo de unión química entre el agua y la superficie de los materiales, la forma de modificarla es aplicando un coating al material en cuestión.
Esta investigación nos permite saber si podemos hacer que un trozo de tela o papel se haga hidrofóbico de manera casera.
¿Qué es la hidrofobicidad?
La hidrofobicidad es la capacidad que tiene un material de repeler el agua de su superficie, mientras que la hidrofilicidad es la propiedad de atraer el agua. Esta propiedad normalmente se mide echando una gota de agua de un volumen determinado sobre la superficie que queremos medir, y observando el ángulo que forma la gota con la superficie. Si la gota presenta un ángulo mayor de 90º, se parecerá a una gota esférica, teniendo un comportamiento hidrófobo. Si por el contrario la gota tiene un ángulo de contacto menor de 90º, será una gota muy plana y se esparcirá por la superficie, presentando un comportamiento hidrófilo.
Gotas de agua en una superficie
El término hidrófobo proviene del antiguo griego ὑδρόφόβος (hýdrophóbos) que significa “tener miedo al agua”, lo cual, para aquella época, parecía describir con precisión lo que sucedía.
En la actualidad, el efecto de hidrofobicidad se puede explicar como la agregación de moléculas no polares en un medio acuoso o polar (un ejemplo bastante común es cuando intentamos mezclar agua con aceite y vemos que éstos terminan por separarse).
Pero, ¿cómo sucede esto? Como hemos mencionado, las moléculas pueden ser polares o no polares.
El agua es una molécula polar, donde una parte tendrá una carga positiva, y otra, negativa. Por el otro lado, los lípidos son un ejemplo de moléculas no polares. El que sea polar o no polar se puede atribuir, principalmente, a la electronegatividad de los átomos y la geometría molecular. Sin embargo, ya cuando hablamos de materiales hidrofóbicos, también hay que tomar en cuenta la superficie del material.
Por lo tanto, en materiales, el efecto hidrofóbico no sólo depende de la composición química del mismo, sino también de la microestructura de su superficie. Es aquí donde el término ángulo de contacto toma importancia.
El ángulo de contacto se refiere al ángulo que se forma entre la superficie de un líquido en contacto con la superficie de un sólido. Dependiendo del valor del ángulo, se pueden clasificar a los materiales como hidrofílicos (ángulos menores a 90°) , hidrofóbicos (ángulos entre 90° y 150°) y superhidrofóbicos (ángulos mayores a 150°).
Un ejemplo de este último es el llamado efecto loto donde, si se dejan caer unas gotas de agua sobre las hojas de loto, se puede ver cómo rebotan sobre éstas.
Esto sucede porque en la superficie de la planta, hay unas papilas de alrededor de 10 a 20 micras de altura y de 10 a 15 micras de ancho, que se encuentran cubiertas por unas ceras hidrofóbicas.
Demostrar de manera casera que se puede evitar que la tela o el papel absorban el agua.
Me interesó éste tema porque el mes pasado visité un lugar llamado Jardines de México en Cuernavaca y pude observar una planta que se llama flor de Loto a la cual, el agua se le resbalaba, me pregunté si existía alguna forma en que el agua se resbalara en la tela o el papel, asi como en la flor.
Si se demuestra de manera casera que se puede evitar que el papel o la tela absorba el agua de manera casera, entonces podremos tener un método para que la ropa o las hojas no se mojen al exponerlas al agua.
Para la realización de este proyecto hice una investigación documental consultando diferentes fuentes en las que pude encontrar que hay líquidos con los que se puede hacer que un material se haga hidrofóbico, pero todas éstas únicamente son con químicos así que esta es una forma casera en la que se puede conseguir que un papel o una tela se hagan hidrofóbicos.
También realicé una investigación experimental donde necesité los siguientes materiales:
Dos hojas blancas
Dos trozos de tela de algodón
Una vela
Una plancha
Un vaso de agua
Un refractario para que no se tire el agua que vamos derramando en los materiales
Para la realización de este experimento se hizo lo siguiente:
1. Colocar cera en una de las hojas blancas y en uno de los trozos de tela.
2. Pasarle la plancha con mucho cuidado a la hoja de papel y al trozo de tela.
3. Comprobar que se les haya derretido la cera
4. Derramar poco a poco el agua en el trozo de tela con cera.
5. Derramar poco a poco el agua en el trozo de tela sin cera.
6. Derramar poco a poco el agua en la hoja blanca con cera
7. Derramar poco a poco el agua en la hoja sin cera.
Finalmente pudimos experimentar y ver que es posible hacer que el trozo de tela y la hoja se hicieran hidrofóbicos de manera casera ya que al colocar la cera y derretirla se hizo una capa protectora, la cuál impedía que se mojara el trozo de tela y el trozo de hoja.
Se logró comprobar que se puede hacer que el trozo de tela y la hoja se hagan hidrofóbicos, todo esto sin tener que comprar algún químico, me pareció interesante que con un material que todos tenemos en casa podemos realizar éste experimento y proteger las telas de derrames de agua, tal vez a los paragüas se les podría poner, así cuando llueva el agua se le resbale.
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