El efecto loto Aprendizaje biomimético de la nanotecnología: Erlus lotus.

La compañía alemana Erlus AG lanza, en el 2004, al mercado la primera teja de arcilla auto-limpiante en el mundo, bajo la marca Erlus Lotus®. Se trata de tejas cerámicas de arcilla que pueden ensamblarse para conformar un tejado y tienen como su característica principal la de auto –limpieza (Rauser et al. 2005).

 

Erlus Lotus contiene 2 propiedades: la hidro-fobicidad, lograda a través de la disposición de las partículas que componen la superficie de la teja tanto en la altura -entre 5 y 100 micrones- como en distancia -aproximadamente entre 5 y 200 micrones-. (Thierauf 2006). Y una cubierta con propiedades foto-catalíticas, la cual permite que la luz del sol actúe como elemento de auto - limpieza (Thierauf et al. 2010).

 

La primera propiedad mencionada de las tejas Erlus Lotus hace referencia al denominado efecto loto, el cual permite que las partículas orgánicas no se adhieran de manera permanente a la superficie de la teja. Y la fotocatálisis se consigue gracias al dioxido de titanio (TiO2) que actúa como elemento foto - catalizador junto a luz solar, lo cual acelera el ritmo al que se desintegran los compuestos orgánicos o biológicos que se acumulan en la superficie de la teja, razón por la cual se convierte en un factor de eliminación de los contaminantes que se depositan en la superficie. 

DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO

 

La búsqueda de tecnologías que permitan contar con superficies capaces de repeler el agua se remontan, cuando menos, a la década de los años sesenta, por ejemplo, en el año de 1967 se concedió la patente No. 3354022 a Robert H. Dettre, Harold L. Jackson, y Rulon Edward Johnson por crear una superficie repelente al agua (Dettre et al. 1967). Sin embargo la utilización de referentes naturales como fuente de inspiración y de transferencia tecnológica hacia el ámbito humano se remonta a 1972, cuando se inician los estudios científicos de las superficies de las plantas mediante un microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron Microscopy, siglas en inglés SEM), con el cual fue posible explorar y visualizar la escala micro y nano - métrica de la estructura en la superficie de las plantas.

 

Los botánicos alemanes Barthlott y Ehler, en 1977, realizan la primera publicación sobre la propiedad de auto-limpieza de las estructuras micro y las nano-estructuras hidrofóbicas de la planta espermatofita. A finales de los años ochenta, el Ministerio Federal de Investigación y Tecnología Alemán  realiza el primer proyecto para estudiar la capacidad de auto-limpieza del Loto sagrado  y la posibilidad de encontrar  una técnica de aplicación biomimética. En 1994, Barthlott obtiene patente para el proceso de producción de superficies autolimpiantes (Barthlott 2003) en Europa, Estados Unidos y otros países. En el mismo año, inventa y registra la marca Lotus-Effekt® (efecto loto). 

 

Las perspectivas de aplicación y desarrollo tecnológico aplicado empiezan cuando las compañías Sto corp, Erlus, Evonik y Ferro, en 1995, muestran interés en el Lotus Effekt® y se inicia la cooperación entre los equipos de botánicos y estas empresas en las investigaciones posteriores sobre la planta. Barthlott junto con el también botánico C. Neinhuis, en la Universidad de Bonn en Alemania, publican en la revista Planta en 1997 el artículo “Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces”, el cual demuestran por primera vez que la interdependencia entre la rugosidad de la superficie, la reducción de la adherencia de partículas y la repelencia al agua son los factores clave en el mecanismo de auto-limpieza que poseen muchas superficies biológicas. En 1999, Barthlott y Neinhuis patentan un método para producir superficies auto - limpiantes (Barthlott y Neinhuis 2000). En este mismo año, la empresa Sto Corp, produce Lotusan® una pintura exterior auto - limpiante. De la misma manera, Erlus Lotus está circunscrito a una serie de patentes de la compañía Erlus AG. 

 

Los trabajos científicos han permitido la caracterización de tres propiedades de la hoja de loto:

 

• hidro-fobicidad:  la superficie repele el agua o evita mezclarse con ella.

• Anti-adherencia capacidad de evitar que el polvo u otras sustancias puedan fijarse sobre la superficie, y,

• Auto-limpieza: no requiere de agentes externos para permanecer libre de suciedad o desechos

 

Una completa y detallada descripción puede encontrarse en Nosonovsky y Bormashenko (2009)