praesentation lotus it
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Data:
Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen
Tel. +41 (0) 71 274 72 66, [email protected]
www.swissnanocube.ch
Piattaforma educativa per micro e nanotecnologie ideata
per scuole medie e professionali e istituti tecnici
Il Lotuseffekt®
01.04.11
Piattaforma educativa per micro e nanotecnologie
ideata per scuole medie, professionali e istituti tecnici
© 2011 - Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft St. Gallen
Superfici autopulenti: copiato dalla natura
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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
Sommario
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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
© 2011 - Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft St. Gallen
Introduzione
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Video: Lotusan: impiego tecnico del effetto lotus
www.sto.de
Video Lotusan
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Nozioni di base teoriche
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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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Nozioni di base teoriche
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Tensione superficiale
Fonte: Swiss Nano-Cube
Aria (gassosa)
Superfici leggermente idrofile
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Nozioni di base teoriche
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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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Nozioni di base teoriche
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La foglia di loto (I): struttura superficiale
Fonte: Swiss Nano-Cube
Superidrofobo: idrofobia + esigua superficie di contatto
Bassissimo tasso di aderenza alla superficie
Papille
Cristalli di cera epictolari
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Nozioni di base teoriche
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La foglia di loto (II): angolo di contatto
Fonte: Swiss Nano-Cube
© 2011 - Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft St. Gallen
Nozioni di base teoriche
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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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Nozioni di base teoriche
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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
© 2011 - Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft St. Gallen
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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