Perché le foglie di alcune piante sono idrorepellenti? L’effetto loto, cos’è e come funziona

L'effetto loto è la capacità che hanno alcune piante – come lo scotano o "albero della nebbia", il loto e la verza – di “autopulire” le proprie foglie grazie a particolari proprietà super-idrofobiche dovute a microstrutture e nanostrutture molecolari presenti sulle foglie stesse coadiuvate da uno strato ceroso che rende le foglie estremamente impermeabili, tanto che quando vengono a contatto con l'acqua questa scorre via lasciandole completamente asciutte.

Cos'è l'effetto loto, il fenomeno che rende idrofobiche le foglie

La proprietà idrofobica di queste foglie si deve all’unione di due effetti: una struttura fisica composta da microstrutture e nanostrutture, e un rivestimento ceroso. Le microstrtutture e nanostrutture fanno sì che l’acqua non abbia una superficie piatta su cui aderire, riducendo al minimo il contatto con la foglia. Il rivestimento ceroso poi, simile alla cera delle candele, è naturalmente repellente all’acqua e aiuta a respingerla. Il risultato? L’acqua forma minuscole sfere che scorrono via facilmente, portando con sé anche le impurità depositate sulla foglia.

Perché queste piante hanno bisogno di foglie idrorepellenti

La natura ha fatto molti esperimenti, e solo i migliori “progetti” sopravvivono. Le piante come lo scotano, il loto e la verza vivono in ambienti diversi, ma tutte hanno sviluppato questa proprietà per tre ragioni principali:

1. Pulizia delle foglie: queste piante hanno foglie larghe, che funzionano come “pannelli solari” per assorbire la luce necessaria alla fotosintesi. Tuttavia, polvere e detriti possono ridurre la loro efficienza. L’acqua che scivola via porta con sé anche lo sporco, mantenendo le foglie pulite e pronte per catturare più luce possibile.
2. Protezione da muffe e batteri: in ambienti umidi, trattenere acqua può favorire la crescita di muffe e batteri, pericolosi per la salute della pianta. Grazie alla loro idrofobia, queste foglie evitano che l’acqua ristagni, riducendo il rischio di infezioni.
3. Prevenzione di danneggiamento da congelamento: per alcune piante come lo Scotano, questa proprietà è cruciale per evitare la formazione di ghiaccio durante le notti fredde, prevenendo il congelamento dell’acqua che altrimenti potrebbe danneggiare i tessuti fogliari.

L'applicazione dell'effetto loto in tecnologia per tessuti "autopulenti"

La capacità delle foglie di mantenersi asciutte ha ispirato anche diverse applicazioni tecnologiche che rappresentano esempi molto interessanti di biomimica. Vernici, tessuti e rivestimenti "autopulenti", per esempio, sfruttano lo stesso principio delle piante idrofobiche per respingere acqua e sporco realizzando così tessuti o materiali "antimacchia".

Questo si rivela utile anche in settori che non ci aspetteremmo: l’aviazione, per esempio. Durante l’inverno, il ghiaccio che si forma sulle ali degli aerei è un pericolo serio e richiede sistemi di de-icing complessi e costosi, spesso a base di sostanze chimiche. Creare rivestimenti simili a quelli presenti nelle foglie di loto o di scotano potrebbe rivoluzionare il modo in cui proteggiamo gli aerei, evitando la formazione del ghiaccio con metodi naturali, più sicuri e sostenibili.

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