La nanocinta o cinta geco es una cinta adhesiva sintética que consiste en arreglos de nanotubos de carbono transferidos a un material de soporte de cinta de polímero flexible. Estas matrices se denominan setas sintéticas e imitan las nanoestructuras que se encuentran en las patas de un geco; este es un ejemplo de biomímica. La adhesión no se consigue con adhesivos químicos, sino mediante fuerzas de van der Waals, que son fuerzas eléctricas débiles generadas entre dos átomos o moléculas muy próximos entre sí.[1][2]
Los gecos tienen gran capacidad para trepar por superficies verticales lisas a gran velocidad, exhibiendo tanto una fuerte adherencia como una fácil y rápida separación o adhesión por cizallamiento de sus patas.[3]
En la pata de un geco, los pelos elásticos micrométricos llamados setas se dividen a su vez en estructuras nanométricas llamadas espátulas. La adhesión por cizallamiento se consigue formando y rompiendo fuerzas de van der Waals entre dichas estructuras y el sustrato.[4]
Las cintas nanométricas imitan estas estructuras con haces de nanotubos de carbono, que simulan las setas, y nanotubos individuales, que simulan las espátulas, para lograr una adhesión por cizallamiento macroscópica y traducir las débiles interacciones de van der Waals en grandes fuerzas de cizallamiento. La adhesión por cizallamiento permite que la cinta se despegue fácilmente, de la misma manera que un geco levanta la pata. Dado que las matrices de nanotubos no dejan residuos en el sustrato, la cinta puede reutilizarse muchas veces.[5]
La nanocinta es uno de los primeros desarrollos de setas sintéticas, fruto de la colaboración entre el Centro de Mesociencia y Nanotecnología de Manchester y el Instituto de Tecnología Microelectrónica de Rusia. El trabajo comenzó en 2001 y dos años más tarde se publicaron los resultados en Nature Materials.[6]
El equipo preparó fibras flexibles de polimida como estructuras sintéticas de setas en la superficie de una película de 5 μm de espesor del mismo material utilizando litografía por haz de electrones y grabado en seco con plasma de oxígeno. Las fibras tenían 2 μm de largo, con un diámetro de alrededor de 500 nm y una periodicidad de 1,6 μm, y cubrían un área de aproximadamente 1 cm². Inicialmente, el equipo utilizó una oblea de silicio como sustrato, pero descubrió que el poder adhesivo de la cinta aumentaba casi 1000 veces si utilizaban un sustrato de unión blando, como la cinta Scotch. Esto se debe a que el sustrato flexible produce una proporción mucho mayor del número de setas en contacto con la superficie sobre el número total de setas.[cita requerida]
El resultado de la cinta se probó colocando una muestra sobre una mano de plástico de Spider Man de 15 cm de altura y 40 g de peso, lo que le permitió adherirse a un techo de vidrio. La cinta, que tenía una superficie de contacto con el vidrio de alrededor de 0,5 cm², fue capaz de soportar una carga de más de 100 gramos. Sin embargo, el coeficiente de adhesión fue solo de 0,06, muy inferior en comparación con los gecos reales (8 a 16).[cita requerida]
La nanocinta comercial se vende normalmente como cinta doble faz, útil para colgar objetos ligeros, como cuadros y elementos decorativos, en paredes lisas. Gracias al uso de nanotubos de carbono superalineados, algunas nanocintas pueden mantener su adherencia en temperaturas extremas.[2]