Teflon e silicone un legame a prova di padella

Il PTFE meglio conosciuto con il nome Teflon è noto per l’antiaderenza, l’anti attrito, la non conduttività, ed in generale rientra nella categoria dei polimeri ad alte prestazioni e del pentolame. Il silicone invece ha una superficie quasi inattaccabile, se si tenta di dipingere un sigillante siliconico, la vernice scivola e non attacca. In particolare, la creazione di un forte legame tra il PTFE e silicone non era mai stata realizzata, neanche in un laboratorio chimico. Fino ad ora.

L’impresa è stata compiuta dal gruppo di ricerca del Prof. Rainer Adelung presso la Kiel Univesity in Germania, ed è una grande promessa per un’ondata di applicazioni industriali e mediche del futuro. Il trucco è che il PTFE e le superfici in silicone non sono tenute insieme da un adesivo chimico ma da un legame puramente meccanico.

Questo legame è garantito da nanocristalli di ossido di zinco (ZnONC) che in determinate condizioni di crescita assumono l’aspetto generale di un caltrop o tetrapode con quattro bracci ciascuno aventi una sezione esagonale e un nucleo tetraedrico che consente alle superfici in PTFE e silicone di essere “pinzati” insieme, formando un forte legame meccanico senza alcun legante chimico. Il caltrop è un’arma antiuomo antica composta da quattro spine, che gettato a terra a prescindere dal lato in cui cade presenta sempre una punta verso l’alto, risultando fatale per i piedi dei soldati nemici.

Per creare il legame fra il PTFE ed il silicone, l’ ossido di zinco (ZnONC) è cosparso in modo uniforme su uno strato riscaldato di PTFE, poi uno strato di silicone viene versato sopra questa superficie ed i materiali vengono riscaldati a 100 ° C (212 ° F) per meno di un’ora, durante la quale il silicone aderisce e si lega. La resistenza alla spellatura del silicone-PTFE è di 200 Newton / metro, simile allo strato di plastica adesivo utilizzato per le spedizioni sulle superfici di vetro.

Il nuovo processo è di particolare interesse nella tecnica medica. L’uso diffuso di silicone è spesso ostacolato dalla nostra attuale incapacità di creare strutture in silicone che si uniscono saldamente ed in modo affidabile ad altri materiali. Tali applicazioni richiedono materiali completamente biocompatibili, un requisito che non è soddisfatto da molti metodi di giunzione che coinvolgono reazioni chimiche. Questi possono modificare le proprietà dei polimeri ed il materiale di giunzione può essere nocivo.

Tuttavia, l’innovativo processo di pinzatura è puramente meccanico, e l’ossido di zinco è ben noto per essere biocompatibile, aprendo nuovi scenari ad applicazioni che prima erano impensabili e che molto probabilmente in un futuro non troppo lontano saranno di uso comune.