El nanocapado previene la formación de manchas grasosas

Superficies antihuellas

05.07.2019 - Alemania

No sólo las huellas dactilares grasosas en superficies brillantes de acero inoxidable no son atractivas, sino que también atacan la superficie en cuestión. Un nuevo nanocapado desarrollado por los investigadores de Fraunhofer evitará en el futuro las molestas manchas que resultan del contacto de los dedos con las superficies de acero inoxidable. La clave de su enfoque: nanopartículas especiales añadidas al revestimiento.

El nuevo y brillante refrigerador tiene un atractivo frente de acero inoxidable. Pero no pasa mucho tiempo antes de que la puerta esté cubierta de huellas dactilares oscuras que son difíciles de quitar con sólo un paño y detergente; el trabajo realmente requiere un pulido arduo. Las huellas dactilares como estas son más que antiestéticas, la película de grasa también ataca la superficie metálica.

Diga adiós a las manchas de grasa

Junto con sus colegas de FEW Chemicals GmbH en Wolfen, los investigadores del Instituto Fraunhofer para la Microestructura de Materiales y Sistemas IMWS en Halle están trabajando ahora para poner fin a estas calumnias. El secreto está en una capa de revestimiento que contiene aditivos especiales y que es repelente al agua y al aceite. Los efectos de esta capa son dobles: Cuando las partículas integradas en el revestimiento se depositan en la superficie del acero inoxidable, la superficie se vuelve más áspera y su superficie aumenta. Cuando un dedo entra en contacto con la puerta de la nevera, sólo toca los puntos elevados de la superficie y la grasa de la punta del dedo nunca llega a los "valles" de la superficie de acero inoxidable. Esto significa que la superficie que realmente entra en contacto con la grasa se mantiene muy pequeña. Además, el índice de refracción del recubrimiento se ha ajustado para que coincida con el contenido natural de grasa de la piel. Esto significa que la luz es reflejada por la superficie de acero inoxidable recubierta de la misma manera que por una superficie que ha sido tocada por dedos pegajosos. Como resultado, las huellas dactilares son casi imperceptibles.

Análisis de los sistemas de capas

Mientras que FEW Chemicals GmbH se encarga del desarrollo de los sistemas de recubrimiento, el equipo de Fraunhofer se concentra en el análisis de estas capas. "Estamos investigando las capas creadas utilizando no sólo microscopía óptica, sino también microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica. Nos fijamos en el tamaño de las partículas individuales en el sistema de recubrimiento y en si están distribuidas de forma homogénea o no. El efecto de los aditivos utilizados es otro de los puntos centrales de nuestro análisis", dice la Dra. Jessica Klehm, investigadora asociada de la unidad de negocio "Materiales Biológicos y Macromoleculares" del IMWS de Fraunhofer. Estas preguntas son extremadamente importantes en la evaluación de la calidad del recubrimiento. Por ejemplo, si las nanopartículas se agregan para formar partículas más grandes, el recubrimiento puede perder su transparencia como resultado. Por otro lado, si las partículas son demasiado pequeñas, la superficie permanece demasiado lisa, de modo que la película de grasa puede adherirse a ella en áreas más grandes a pesar del recubrimiento.

Varios desafíos tuvieron que ser superados antes de que estas investigaciones pudieran llevarse a cabo. En primer lugar, las muestras tuvieron que ser recortadas en tamaño. Para obtener resultados óptimos con microscopía óptica y con otros métodos, las muestras deben tener un grosor no superior a 60 u 80 micrómetros, es decir, el grosor de un cabello humano; el examen bajo un microscopio electrónico de transmisión requiere incluso una muestra mil veces más delgada. "No podemos cortar las muestras a medida con una sierra, lo que destruiría el revestimiento. Por lo tanto, incrustamos las muestras en resina y las molemos hasta obtener el espesor deseado", explica el Dr. Klehm.

La máquina de pruebas automática cuantifica el efecto antihuellas dactilares

Además, los investigadores están desarrollando una máquina de ensayo automática para las capas. El dispositivo no está diseñado para investigar las partículas en el recubrimiento, sino la visibilidad de las huellas dactilares en sí mismas. La máquina sumerge un sello en una solución cuya posición se asemeja a la de la película aceitosa de la piel humana. Trabajando automáticamente y con una fuerza y una duración constantemente idénticas, este sello presiona sobre la superficie recubierta para dejar tras de sí "huellas dactilares". La máquina utilizará una combinación de procedimientos espectrométricos y ópticos para analizar la cantidad de solución que queda en la superficie y así llegar a un valor porcentual que indique el efecto antihuellas del recubrimiento. Los científicos están trabajando actualmente para encontrar la combinación ideal de equipos analíticos para este propósito.

Y los investigadores ya han encontrado un favorito entre los varios sistemas de recubrimiento que han investigado. La tarea ahora es optimizar aún más el sistema. Las actividades de desarrollo deberían estar terminadas a finales de 2020, cuando la producción a escala industrial del sistema de recubrimiento sea transferida a FEW Chemicals GmbH.

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