Polímeros inteligentes: de superhidrofóbicos a superhidrofílicos.

Una superficie como la de la imagen se denomina superhidrofóbica, vemos cómo las gotas de agua son esferas casi perfectas. Una superficie en la que no hubiese gotas porque éstas se extienden rápidamente sería superhidrofílica. Pues bien, existen superficies que pueden pasar de ser superhidrofóbicas a superhidrofílicas por un estímulo externo. Y tienen aplicaciones médicas.

Aunque este es un fenómeno relativamente nuevo, las superficies que cambian su comportamiento de hidrofóbico a hidrofílico dependiendo de un estímulo externo apropiado han encontrado aplicación rápidamente en los dispositivos de microfluidos y en la adhesión de células. Sin embargo las superficies que existen hasta la fecha responden a cambios de pH: son hidrofóbicas a pH bajo (ácido) e hidrofílicas a pH alto (básico). Esto limita su uso en muchas aplicaciones médicas porque a alto pH el material es aniónico y no puede interactuar con otras moléculas aniónicas como las enzimas o el propio ADN.

Ahora, el equipo de Spiros Anastasiadis, de la Universidad de Creta (Grecia), publica en Chemical Communications que ha conseguido crear una superficie que no sólo es muy superhidrofóbica (véase vídeo 1) y puede cambiar a superhidrofílica (véase video 2), sino que también presenta el comportamiento opuesto al resto de las superficies conocidas hasta ahora. Lo han conseguido injertando un polímero que responde al pH (el poli(2-diisopropilamino) etil metacrilato; PDPAEMA) en un sustrato rugoso a doble escala (micro y nano) que quiere imitar la superficie del loto (Nelumbo nucifera) [en la imagen], que aporta unas excelentes características hidrofóbicas.

Lo más interesante es que la superficie hidrofílica (cargada positivamente) puede interactuar con importantes biomoléculas aniónicas, lo que abre todo un abanico de nuevas aplicaciones. Podemos imaginar una superficie que, en determinadas condiciones, adsorba enzimas o ADN y en otras condiciones diferentes los libere. El siguiente paso será que la superficie responda a estímulos físicos y no químicos, como la longitud de onda de la luz incidente, por ejemplo.

Referencia:

Stratakis, E., Mateescu, A., Barberoglou, M., Vamvakaki, M., Fotakis, C., & Anastasiadis, S. (2010). From superhydrophobicity and water repellency to superhydrophilicity: smart polymer-functionalized surfaces Chemical Communications, 46 (23) DOI: 10.1039/c003294h