Le minacce chimiche e biologiche rappresentano una preoccupazione significativa non solo per i moderni combattenti di guerra, ma anche per un numero sempre crescente di individui e gruppi. Questa minaccia è aggravata dalla persistenza di questi agenti e dalla possibilità di causare una maggiore esposizione del personale mediante il trasferimento di materiali contaminati.

Per combattere questo, Gli scienziati dell'NRL stanno sviluppando sistemi unici volti alla decontaminazione spontanea di una varietà di materiali tramite l'incorporazione di additivi funzionali come i biocidi a base di sale di ammonio quaternario (QAS), poliossometallati (POM), fullereni e ftalocianine in grado di neutralizzare agenti chimici e biologici.

"Alcuni dei nostri lavori precedenti hanno utilizzato l'incorporazione di piccole quantità di questi agenti decontaminanti in vernici e rivestimenti, " ha detto James Wynne, dottorato di ricerca, capo sezione, Concetti applicati nella sezione Materiali della Divisione Chimica." A causa delle promettenti prestazioni di decontaminazione che i rivestimenti hanno sperimentato contro una varietà di agenti patogeni e agenti chimici, ora stiamo estendendo la capacità di decontaminazione derivata dall'additivo per includere materiali che non possono essere verniciati o rivestiti come nano e microfibre polimeriche che possono essere utilizzate per una varietà di applicazioni come gli indumenti".

I chimici dell'NRL hanno iniziato a utilizzare l'elettrofilatura, una tecnica che utilizza una carica elettrica per estrarre fibre molto fini da un liquido, per fabbricare fibre quasi monodisperse con un diametro compreso tra 45 nanometri e tre micrometri. Una varietà di polimeri viene co-elettrofilata con diverse concentrazioni e strutture di QAS POM e altri composti funzionali.

Decontaminazione biologica di Nylon 6 caricato QAS, 6 fibre di poliammide hanno mostrato una riduzione del 99,9999% di S. aureus vitale con l'aumento dell'attività biocida che si correla bene con l'aumento del carico di biocidi e del contenuto di biocidi in superficie. Sistemi separati di fibre di nylon contenenti il ​​cinque percento di un composto di nichel POM hanno mostrato oltre il 50 percento di decontaminazione del solfuro di 2-cloroetil fenile (CEPS), un simulante di senape, con una maggiore decontaminazione a carichi POM ancora più elevati.

ftalocianine, i composti più recenti che sono stati sintetizzati in NRL, mostrano una capacità di decontaminazione ancora maggiore di quella dei composti POM a solo una frazione della concentrazione. L'esame dell'effetto delle dimensioni delle nanofibre sulla capacità di decontaminazione ha mostrato forti correlazioni tra l'area superficiale delle fibre e l'attività, dimostrando composizioni specifiche sperimentano una capacità di decontaminazione superiore di oltre il 99,9% quando elettrofilata rispetto agli stessi materiali polimerizzati come rivestimenti tradizionali.

L'ampia varietà di polimeri disponibili in commercio e appositamente sintetizzati che sono stati esaminati da questo gruppo può anche dar luogo ad applicazioni aggiuntive come filtri dell'aria e dell'acqua che si autodecontaminano contro agenti patogeni mortali.