Hidrofobicidad

La hidrofobicidad es un fenómeno vital para la vida, ya que juega un rol importante en la formación de la membrana de las células. Probablemente en algún punto de nuestras vidas, hemos escuchado la palabra hidrófobo y se nos ha dado como definición: "material que repele el agua" o algo similar. Sin embargo, esto no es lo que realmente sucede, sino que simplemente no existe fuerza de atracción con el agua.


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.



En los último años, gracias a su alcance sobre las microestructuras, la nanotecnología ha jugado un rol muy importante en el desarrollo de nuevos materiales superhidrofóbicos, ya que con el descubrimiento del efecto loto y su funcionamiento, abrió un campo amplio de estudio para fabricar materiales que se puedan "auto-limpiar".



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