Efecto pétalo de rosa
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Efecto pétalo de rosa es el modo en que las gotas esféricas de rocío se adhieren a los pétalos de rosa sin caer, aunque la flor se encuentre boca abajo.
Sumario
Datos
- Los pétalos de rosa poseen superficies muy hidrófobas y en el estudio del efecto pétalo de rosa se han considerando únicamente la rugosidad de las superficies y su condición hidrófoba. Lin Feng publicó en 2008 un artículo en el que dio nombre a este fenómeno.
- Catalogado como curioso fenómeno de la naturaleza: por el modo en que se adhieren las gotas de rocío a los pétalos de rosa y no caen aunque la flor se encuentre boca abajo.
Complejidad de las superficies vegetales
Se lleva más de doscientos años intentando comprender cómo se “mojan” las superficies, tanto biológicas como sintéticas. Se han realizado investigaciones para analizar la composición química y la estructura de las superficies de los órganos vegetales con limitado éxito, debido a su enorme complejidad.
El problema inherente al estudio de las superficies vegetales es que su estructura puede alterarse al arrancar el órgano de la planta.
Los pétalos son muy delicados y su superficie pierde su forma natural poco después de separarse de la flor.
Pétalos naturales en el laboratorio
Una investigación española reveló las propiedades que explican el efecto pétalo de rosa. El novedoso estudio interdisciplinar entre diferentes centros de investigación consiguió utilizar pétalos naturales para analizar –a la nanoescala– no sólo la morfología (como hasta ahora), sino también las propiedades químicas que determinan su mojado.
En una primera fase, se seleccionó una variedad de rosa cuyos pétalos mantenían adheridas las gotas de agua de manera similar en su cara de arriba (haz) y de abajo (envés). Se consiguió caracterizar ambas caras en pétalos naturales, sometiéndolos a un tratamiento que preservara su estructura.
Con el microscopio electrónico de barrido (SEM) se observó que tanto la textura como la rugosidad de ambas superficies del pétalo (haz y envés) son muy diferentes. Sin embargo, se mojan de modo similar por las gotas de agua. Así que la rugosidad no sirve para explicarlo todo. Había que mirar más profundamente para encontrar la clave del efecto pétalo de rosa.
El análisis mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) que funciona, esencialmente, “palpando” con mucha delicadeza las superficies con una punta extremadamente afilada, por lo que se pudo analizar la superficie del pétalo a escala muy fina, nanómetros, y encontrar la respuesta.
Además de percibir la rugosidad, el AFM es capaz de “notar” la composición química. Así se descubrió que la superficie de los pétalos a esa escala tiene rugosidad fractal en el rango entre 5 nm y 20 µm.
También se encontró que a escala nanométrica la superficie del pétalo tiene un teselado irregular, un patrón de figuras que se repite, y que recubre completamente la superficie. Pero algo más llamativo: que esa tesela íntima está formada por nano-zonas hidrofílicas e hidrofóbicas que se alternan, lo que resuelve el misterio de por qué el pétalo de rosa es hidrófobo pero adherente al agua a la vez.
Conclusiones
Ambas caras del pétalo tienen la misma dimensión fractal lo que explica que las gotas de agua interaccionen de modo parecido, pese a que la rugosidad total es unas diez veces mayor en el haz que en la del envés.
El material que recubre (la cutícula) al pétalo de rosa presenta un teselado de forma hidrofílica/hidrófoba que hace que la gota no se desprenda.
A escala nanométrica, a la que solo se accede con el el microscopio de fuerzas atómicas, es posible apreciar por qué las gotas de rocío se anclan a la rosa.
Materiales del futuro e implicaciones biológicas
Los estudios de mojabilidad de materiales naturales o sintéticos que se desarrollen en un futuro deberían valorar la posible heterogeneidad química de las superficies.
A nivel de las superficies vegetales, estas zonas hidrofílicas son de enorme interés pues pueden tener un papel fundamental para la absorción de agua y solutos depositados sobre las hojas, como aerosoles o pulverizaciones foliares de productos agroquímicos, y también pueden ser puntos vulnerables para el ataque de plagas y enfermedades.
La presencia, relevancia y abundancia de zonas hidrofílicas en las superficies vegetales es actualmente una caja de Pandora que se acaba de abrir.
Develar el secreto del pétalo de la rosa, su gran rugosidad y heterogeneidad química, permitirá a la ciencia de materiales y la biomimética desarrollar nuevas superficies de gran utilidad.
