Inventan una botella de champú que se vacía completamente, hasta la última gota

Revestimiento para hacer jabón vierte limpiamente las botellas de plástico, reduciendo las sobras y la frustración

Es una de las pequeñas molestias de la vida: que las últimas gotas de champú no se viertan fuera de la botella, o del jabón de manos, el jabón para lavar platos o el detergente para la ropa.

Ahora, investigadores de la Universidad Estatal de Ohio han encontrado una manera de crear la textura perfecta dentro de las botellas de plástico para dejar que los productos de jabón fluyan libremente. Describen la tecnología pendiente de patente en un artículo que aparecerá en la revista Philosophical Transactions de la Royal Society el 27 de junio.

La técnica consiste en alinear una botella de plástico con estructuras microscópicas en forma de "Y" que dirigen las gotas de jabón en el aire por encima de pequeñas bolsas de aire, de manera que el jabón en realidad nunca toca el interior de la botella. Las estructuras en "Y" se construyen utilizando nanopartículas mucho más pequeñas hechas de sílice o cuarzo, un ingrediente de vidrio que, cuando se trata adicionalmente, no se pega al jabón.

Si suena como que los ingenieros Bharat Bhushan y Philip Brown se encontraron con un montón de escollos para resolver este problema, tienes razón. Pero la solución que encontraron es realmente sencilla y menos cara que las alternativas en desarrollo en otros lugares. Y funciona para un plástico común que se utiliza para envasar productos alimenticios y artículos de uso doméstico: el polipropileno.

"Es lo que podríamos llamar un problema de primer mundo, ¿verdad?: No puedo conseguir que todo el champú salga de la botella. Pero los fabricantes están realmente interesados ​​en esto, ya que hacen miles de millones de botellas que van a parar a la basura cuando el producto todavía está en ellas", dijo Bhushan, Ohio Eminent Scholar y Profesor Howard D. Winbigler de ingeniería mecánica en el estado de Ohio.
Ya existen recubrimientos para ayudar a los alimentos, pero no al jabón, a salir de sus recipientes, dijo.

"En comparación con los jabones, es trivial sacar la salsa de tomate de una botella. Nuestro recubrimiento repele los líquidos en general, pero repeler el jabón fue la parte más difícil".

La clave, según explicó, es la tensión superficial - la tendencia de las moléculas de una sustancia a pegarse entre sí. El ketchup y otras salsas están hechas principalmente de agua y las moléculas de agua tienden a pegarse entre sí más de lo que se adhieren al plástico.

Pero los tensioactivos de las moléculas orgánicas que hacen que el jabón "enjabone" son todo lo contrario: tienen una tensión superficial muy baja y se adhieren al plástico fácilmente, explica Brown, un estudiante postdoctoral.

"Fue un desafío extra para nosotros hacer una superficie que podría repeler surfactantes", estuvo de acuerdo.

Su objetivo, que fue sugerido por un fabricante de champú comercial, era crear un casco de botella de champú que fuese barato, eficaz y respetuos con el medio ambiente.

El jabón y el champú limpian nuestra piel y el cabello uniéndose químicamente con el aceite y el agua, por lo que los aceites de la superficie que estaban en nuestros cuerpos se lavan cuando nos enjuagamos. Lo mismo ocurre con los platos. Durante el lavado de ropa, el detergente realiza una doble función, la liberación de aceites y también ayudando al agua penetra los tejidos. Es esa tenacidad lo que hace que las últimas gotas de surfactante se aferran al interior de las botellas.

Bhushan y Brown propusieron un método para pulverizar en una capa una pequeña cantidad de nanopartículas de sílice solventes y ultra-finas en el interior de las botellas. Los fabricantes ya utilizan disolventes para cambiar la textura del plástico moldeado, y que hace que la superficie del plástico se suavice un poco. Mediante la mezcla de la sílice y el disolvente, los investigadores fueron capaces de suavizar la superficie del polipropileno lo suficiente para que cuando se re-endureció el plástico, la sílice se incrusta en la superficie.

Las estructuras tienen sólo unos pocos micrómetros, millonésimas partes de un metro, de altura y se cubren en proyecciones ramificadas aún más pequeñas. Se ven como peludas almohadas en forma de corazón, pero son duras como el vidrio.

No cubren el interior de la botella completamente, pero en su lugar se sitúan unos pocos micrómetros aparte. Las principales ramas de la proyección de la superficie de plástico "Y" están en un ángulo inferior a 90 grados lo suficientemente empinado que el agua, aceites e incluso surfactantes no pueden sostener físicamente una forma de gotas que caen entre las ramas y tocar el plástico.

"Se termina con bolsas de aire por debajo, y eso es lo que le da repelente a los líquidos", dijo Brown.

En lugar de distribuirse en la superficie, las gotas de jabón forman granos y ruedan.

La invención del Estado de Ohio en realidad podría ayudar al reciclaje del plástico. Antes que las botellas de plástico se pueden reciclar, tienen que ser enjuagadas completamente limpias, y Bhushan sospecha que él no es la única persona que no molesta.

"Todos nosotros luchamos con botellas de champú en casa", dijo Bhushan. "Tengo unos cuantas en mi ducha en este momento. Tratando de conseguir la última gota, la pongo al revés, y mi esposa añade agua a la botella y pelea con ella durante un tiempo, y luego nos damos por vencidos y simplemente la tiramos a la basura".

Con un mayor desarrollo, la universidad espera que la licencia de la técnica de recubrimiento llegue a los fabricantes, no sólo para las botellas de champú, sino para otros productos de plástico que tienen que estar limpios, tales como dispositivos biomédicos o catéteres. Ellos ya han aplicado la misma técnica para el policarbonato, un plástico utilizado en faros de los coches y las carcasas de teléfonos inteligentes, entre otras aplicaciones.