Sidney, Australia.- Científicos han desarrollado recubrimientos nanowrinkled que podría evitar la acumulación de material biológico dañino y ahorrar parte de los $320 millones gastados por año por la industria marítima australiana debido al biofouling.
Un equipo de químicos del Nano Institute de la University of Sydney han desarrollado recubrimiento superficiales nanoestructurados que tienen propiedades antiincrustantes sin usar ningún componente tóxico.
El biofouling, la acumulación de material biológico dañino, es un gran problema económico, que le cuesta a la acuicultura y la industria naviera miles de millones de dólares por año en mantenimiento y el uso de combustible adicional. Se estima que el aumento de arrastre en los cascos de los barcos debido al biofouling le cuesta a la industria de transporte marítimo en Australi $320 millones por año.
Desde la prohibición del agente antiincrustante tóxico tributilestaño, la necesidad de nuevos métodos no tóxicos para detener el biofouling marino ha sido apremiante.
La líder del equipo de investigación, la profesora asociada Chiara Neto, dijo: “Estamos ansiosos por comprender cómo funcionan estas superficies y también superar los límites de su aplicación, especialmente para la eficiencia energética. Se espera que los revestimientos resbaladizos reduzcan la resistencia al avance, lo que significa que los objetos, como los barcos, podrían moverse a través del agua con mucho menos energía requerida”.
Los nuevos materiales fueron probados en redes de tiburones en la bahía Watson, en Sidney, lo que demostró que los nanomateriales fueron eficiente para resistir el biofouling en un ambiente marino.
La investigación ha sido publicada en ACS Applied Materials & Interfaces.
El nuevo recubrimiento usa “nanowrinkles” inspirados en la planta carnívora Nepenthes. La planta atrapa una capa de agua en las estructuras pequeñas alrededor del borde de su abertura. Esto crea una capa resbaladiza que hace que los insectos se desplacen en el plano acuático en la superficie, antes de que caigan dentro y sean digeridas.
Las nanoestructuras utilizan materiales diseñados a la escala mil millonésima de metro, cien mil veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano.
El biofouling se puede presentar en cualquier superficie que esté humedad durante un largo período de tiempo, por ejemplo, la redes de acuicultura, sensores y cámaras marinos, y los cascos de los barcos. La superficie resbaladiza desarrollada por el grupo de científicos detiene la adhesión inicial de bacterias, inhibiendo la formación de una biopelícula a partir de la cual pueden crecer los organismos marinos del fouling.
El equipo interdisciplinario de la University of Sydney incluye a experto en biofouling profesor Trui Smith-Palmer de St Francis Xavier University en Nueva Escocia (Canadá), quien estuvo de visita sabática al grupo de Neto.
En el laboratorio, las superficies resbaladizas resistieron casi todas las incrustaciones de especies comunes de bacterias marinas, mientras que las muestras de teflon sin ninguna capa de lubricante fueron completamente cubiertos. No satisfechos con las pruebas en condiciones de laboratorio con un solo tipo de bacteria, el equipo también probó las superficies en el océano, con la ayuda del biólogo marino profesor Ross Coleman.
Las superficies evaluadas se adhirieron a las redes de natación en bahía Watsons en el puerto de Sidney por un período de siete semanas. En el ambiente marino mucho más severo, las superficies resbaladizas fueron muy eficiente para resistir el fouling.
Referencia:
Cameron S. Ware et al, Marine Antifouling Behavior of Lubricant-Infused Nanowrinkled Polymeric Surfaces, ACS Applied Materials & Interfaces (2017). DOI: 10.1021/acsami.7b14736
http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b14736
