QUÍMICA E TECNOLOGIA: Efeito Lotus (efeito autolimpante)

Boa tarde, curiosos e curiosas da ciência! Hoje iremos falar sobre o Efeito Lotus, ou efeito autolimpante. Em primeiro lugar, vocês têm de estar familiarizados com o conceito de "nanotecnologia".

A Nanotecnologia é um termo usado para se referir ao estudo de manipulação da matéria em escala nanométrica, ou seja, uma escala atômica e molecular. Um nanômetro equivale a um bilionésimo de metro, por conta desta escala minúscula, a nanotecnologia só pode ser manipulada em laboratórios e indústrias que possuem equipamentos de alta precisão.

Figura 1 - Representação de escala nanométrica referencial.

As diversas aplicações desta tecnologia abrangem praticamente todas as áreas dos setores industriais e exigem conhecimentos na física, química, ciências biológicas, computação, engenharia de materiais, entre outras áreas para que o profissional tenha a capacidade de manuseio e manipulação do material.

Apresentado uma breve introdução a respeito da nanotecnologia, podemos dar início ao assunto do tópico:

A flor-de-lótus (Nelumbo nucifera) é uma das mais belas plantas aquáticas existentes. Nativa da Ásia, possui um significado religioso que representa a pureza espiritual e renascimento. Tal significado pode ser facilmente associado à característica hidrofóbica de suas folhas, que mantêm a planta limpa em seu habitat natural, que é sujo e empoeirado, o que enfatiza a sua "pureza". Na superfície das folhas, as gotas d'água são repelidas, deslizando pela estrutura da planta em forma de bolinhas. Assim, as folhas se limpam automaticamente, porque as gotas limpam, em sua passagem, a sujeira e bactérias presentes em sua superfície e faz com que a planta permaneça limpa e seca. A partir dessa característica, surgiu o conceito "efeito lotus", ou "efeito autolimpante".
Estudos foram realizados para esclarecer o fenômeno e concluiu-se que as características hidrofóbicas da flor se devem a suas estruturas micrométricas (rugosidade) e nanométricas (tapete de pelos), e são reforçadas pela composição química da folha que se assemelha à cera.

Figura 2 - Representação esquemática do efeito lótus.

Cada estrutura possui um papel para a característica hidrofóbica da planta. Ao observar a Figura 2, o ângulo que a gota forma com a superfície é um fator determinante para verificar a propriedade hidrofóbica. Se o ângulo formado for maior que 90°, a superfície será hidrofóbica (Figura 3).

Figura 3 - Representação dos ângulos de contato, onde "b" e "c" representam uma superfície hidrofóbica e "a" representa uma superfície com maior interação com a gota.

O ângulo de contato entre a superfície de contato das folhas da flor-de-lótus são de, aproximadamente, 140°, o que faz com que a planta seja uma ótima referência para este tipo de característica.

O efeito lotus tem sido uma inspiração para a criação de novos materiais, tais como pinturas, telhados, vidros e mesmo têxteis autolimpantes. A função é basicamente semelhante à da planta. Por exemplo, os revestimentos (tintas, vernizes...) que, através de técnicas da nanotecnologia, tornou-se possível projetar estes materiais para apresentarem o efeito lotus. Assim, possibilitou-se obter veículos, janelas, louças sanitárias e tapetes autolimpantes, entre outros materiais, reduzindo ou até dispensando a necessidade de lavagem. Analisando deste ponto, a criação desses materiais favorece no sentido ambiental, contribuindo para a economia de água.