Sabemos lo molesto que resulta que a uno se le empañen las gafas. Pero cuando lo que se empaña es el parabrisas de un coche o el casco de un astronauta, las consecuencias pueden ser fatales. Por eso, los coches y los trajes espaciales tienen sus propios sistemas de aire acondicionado para eliminar o evitar el empañamiento.

Pero el aire acondicionado es caro, grande y poco respetuoso con el medio ambiente. Por eso, ingenieros y científicos de materiales intentan encontrar una manera más eficaz de evitar el empañamiento.

El investigador del ETH en Zúrich (Suiza) Christopher Walker y sus colegas han diseñado un nuevo material con propiedades que no existen en el mundo natural. Su compuesto, o metasuperficie, captura la radiación del Sol y la utiliza para eliminar cualquier condensación o para evitar que se forme. El resultado es una forma efectiva y relativamente barata de abordar este traicionero problema.

Una metasuperficie es un material diseñado para tener propiedades en su superficie que no se encuentran en la naturaleza. A menudo se crean mediante un patrón repetitivo de unidades más pequeñas, como las nanopartículas. En este caso, el equipo ha creado su superficie cubriendo una lámina de sílice con nanopartículas de oro y sellándolas con una capa de dióxido de titanio. Luego repitieron este proceso para crear múltiples capas.

Las nanopartículas absorben parte de la luz solar que les llega, dándole un tinte al cristal. Pero también se calientan, elevando la temperatura de su superficie hasta unos 10 ° C. Esa es la clave para evitar el empañamiento. El calor evita que el agua se condense o la obliga a evaporarse.

Una cuestión importante es si este método supera a las tecnologías convencionales antiempañamiento. La más común es el revestimiento del cristal con un material superhidrofílico o superhidrofóbico. Este enfoque no sirve para evitar la condensación, pero sí cambia el tamaño y el comportamiento de las gotas de agua que se forman, que suelen crear una capa fina continua de agua en la superficie. Para comparar la metasuperficie, el equipo la probó con una superficie no tratada y con las superficies cubiertas con materiales superhidrófilos y superhidrófobos.

Los resultados son convincentes. Los investigadores aseguran que su nueva metasuperficie reduce significativamente el nivel de condensación y aumenta la evaporación en comparación con otros materiales.

Y debido a que las nanopartículas de oro están protegidas por una capa de óxido de titanio, estas superficies también son resistentes. La investigación detalla: "Creemos que este trabajo conducirá a unas superficies más resistentes y mejoras pasivas contra empañamiento y para desempañar".

Se trata de un trabajo interesante. La nueva metasuperficie es relativamente fácil de fabricar, abriendo el camino a la fabricación a gran escala en una amplia gama de materiales como el cristal y los polímeros. "Este enfoque resultaría beneficioso y de gran rendimiento para aplicarlo a ventanas, parabrisas, pantallas electrónicas, cámaras, espejos y gafas", concluyen.

Por supuesto, el material depende de la luz solar, lo que plantea la cuestión de cómo podría funcionar durante la noche. La superficie todavía se puede limpiar con aire fresco. Pero la metasuperficie crea la posibilidad de otros mecanismos, como una fuente artificial de iluminación. En el futuro, activar un sistema antivaho podría ser tan fácil como encender una luz.

Ref: arxiv.org/abs/1904.02534: Transparent Metasurfaces Counteracting Fogging by Harnessing Sunlight