1. Piattaforma educativa per micro e nanotecnologie ideata
per scuole scuole e professionali e istitutiistituti tecnici
ideata per medie medie, professionali e tecnici
Il Lotuseffekt®
Data: 01.04.11
Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen
Tel. +41 (0) 71 274 72 66, info@swissnanocube.ch
www.swissnanocube.ch

2. Superfici autopulenti: copiato dalla natura
Fonte: Swiss Nano-Cube
Superfici nanostrutturate con proprietà autopulenti
Le informazioni dettagliate sul tema sono riportate le istruzioni per gli esperimenti.
© 2011 - Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft St. Gallen 2

3. Sommario
 Introduzione
 Nozioni di base teoriche
− Legami intermolecolari
− Tensione superficiale
− Idrofobia ed effetto idrofobo
− La foglia di loto (I): struttura superficiale
− La foglia di loto (II): angolo di contatto
− Il Lotuseffekt®
 Obiettivi didattici
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4. Introduzione
Video: Lotusan: impiego tecnico del effetto lotus
Video Lotusan
www.sto.de
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5. Nozioni di base teoriche
Legami intermolecolari
 Legami tra le molecole (non covalenti!).
 Responsabili per l'ordine nei materiali solidi e liquidi.
 Nei grassi non esistono legami intermolecolari.
 Suddivisione secondo la forza di legame:
− Legami ionici (forti).
− Legami Van der Waals (deboli).
 Ulteriore suddivisione dei legami Van der Waals:
− Legami dipolo-dipolo (più forti, per esempio nelle molecole d'acqua).
− Forze di dispersione di London (più deboli, per esempio oli).
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6. Nozioni di base teoriche
Tensione superficiale
Aria (gassosa)
Superfici leggermente idrofile
Fonte: Swiss Nano-Cube
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7. Nozioni di base teoriche
Idrofobia ed effetto idrofobo
 Idrofobo: deriva dal greco e significa idrorepellente.
 Nella chimica: idrofobo significa leggermente idrofilo (per esempio
oli, grassi, cere).
 Effetto idrofobo:
− Si presenta quando le molecole idrofobe si trovano nell'acqua.
− Al posto delle deboli forze di dispersione di London, si preferiscono i
legami dipolo-dipolo tra le molecole d'acqua.
− Le molecole d'acqua cercano di formare il maggior numero possibile di
legami dipolo-dipolo.
− Riduzione della superficie di legame rispetto alle molecole idrofobe, che
permettono alle molecole d'acqua di formare solo dei legami deboli.
− Formazioni di “gocce d'olio” nell'acqua.
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8. Nozioni di base teoriche
La foglia di loto (I): struttura superficiale
Cristalli di cera epictolari
Papille
Fonte: Swiss Nano-Cube
Superidrofobo: idrofobia + esigua superficie di contatto
Bassissimo tasso di aderenza alla superficie
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9. Nozioni di base teoriche
La foglia di loto (II): angolo di contatto
Fonte: Swiss Nano-Cube
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10. Nozioni di base teoriche
Il Lotuseffekt® (I)
 Il Lotuseffekt® indica le proprietà autopulenti di una superficie.
 In questo contesto il termine autopulente sta a indicare che la
superficie si riesce a pulire tramite acqua e senza l'impiego di
altre sostanze.
 L'effetto non si limita solo alla pianta di loto e può essere generato
anche artificialmente.
 A questo proposito le superfici vengono irruvidite artificialmente,
in modo che lo strato esterno, proprio come nelle foglie delle
piante di loto, presenti una struttura "rugosa" con dimensioni nella
scala dei nanometri.
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11. Nozioni di base teoriche
Il Lotuseffekt® (II)
 Un processo per la produzione artificiale di superfici superidrofobe
è il processo sol-gel.
 Materiale di partenza: nanoparticelle di diossido di silicio con
catene laterali idrofobe in dispersione stabile.
 Attraverso il ritiro progressivo del disperdente, si forma un gel
applicabile sulle superfici.
 Una volta che i residui di solvente sono evaporati, rimane un
rivestimento superficiale ruvido idrofobo.
Fonte: Swiss Nano-Cube
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12. Obiettivi didattici
 Capire e spiegare l'effetto idrofobo, perché idrofobo non
vuol dire idrorepellente.
 Capire quali sono le particolari proprietà della pianta di
loto.
 Descrivere il processo sol-gel.
 Spiegare cosa significa superidrofobo
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