Un team di ricercatori di chimica del Nano Institute dell'Università di Sydney ha sviluppato rivestimenti superficiali nanostrutturati che hanno proprietà anti-fouling senza l'utilizzo di componenti tossici.

Il biofouling - l'accumulo di materiale biologico dannoso - è un enorme problema economico, costa alle industrie dell'acquacoltura e delle spedizioni miliardi di dollari l'anno in manutenzione e consumo extra di carburante. Si stima che l'aumento della resistenza agli scafi delle navi a causa del biofouling costi all'industria navale australiana 320 milioni di dollari l'anno a b.

Dopo la messa al bando dell'agente antivegetativo tossico tributilstagno, la necessità di nuovi metodi non tossici per fermare il biofouling marino è pressante.

Capo del gruppo di ricerca, Professoressa Associata Chiara Neto, ha dichiarato:"Siamo ansiosi di capire come funzionano queste superfici e anche di spingere i confini della loro applicazione, soprattutto per l'efficienza energetica. Si prevede che i rivestimenti scivolosi riducano la resistenza, il che significa che gli oggetti, come navi, potrebbe muoversi attraverso l'acqua con molta meno energia richiesta."

I nuovi materiali sono stati testati legati alla rete per squali nella Watson Bay di Sydney, dimostrando che i nanomateriali erano efficienti nel resistere al biofouling in un ambiente marino.

La ricerca è stata pubblicata in Materiali e interfacce applicati ACS .

Il nuovo rivestimento utilizza "nanowrinkles" ispirati alla pianta carnivora Nepenthes. La pianta intrappola uno strato d'acqua sulle minuscole strutture attorno al bordo della sua apertura. Questo crea uno strato scivoloso che causa l'acquaplano degli insetti sulla superficie, prima che scivolino nella brocca dove vengono digeriti.

Le nanostrutture utilizzano materiali ingegnerizzati su una scala di miliardesimi di metro - 100, 000 volte più piccolo della larghezza di un capello umano. Il gruppo del Professore Associato Neto a Sydney Nano sta sviluppando materiali su scala nanometrica per lo sviluppo futuro nell'industria.

Il biofouling può verificarsi su qualsiasi superficie bagnata per un lungo periodo di tempo, ad esempio reti per acquacoltura, sensori e telecamere marine, e scafi di navi. La superficie scivolosa sviluppata dal gruppo Neto blocca l'adesione iniziale dei batteri, inibendo la formazione di un biofilm da cui possono crescere organismi marini più grandi.

Il team interdisciplinare dell'Università di Sydney comprendeva l'esperto di biofouling, il professor Truis Smith-Palmer della St Francis Xavier University in Nuova Scozia, Canada, che è stato in visita sabbatica al gruppo Neto per un anno, parzialmente finanziato dal programma della Facoltà di Scienze per le donne in visita.

Nel laboratorio, le superfici scivolose hanno resistito a quasi tutte le incrostazioni di una comune specie di batteri marini, mentre i campioni di Teflon di controllo senza lo strato lubrificante erano completamente sporchi. Non soddisfatto di testare le superfici in condizioni di laboratorio altamente controllate con un solo tipo di batteri, il team ha anche testato le superfici nell'oceano, con l'aiuto del biologo marino Professor Ross Coleman.

Le superfici di prova sono state fissate alle reti da bagno nei bagni di Watsons Bay nel porto di Sydney per un periodo di sette settimane. Nell'ambiente marino molto più duro, le superfici scivolose erano ancora molto efficienti nel resistere alle incrostazioni.

Le antivegetative sono modellabili e trasparenti, rendendo la loro applicazione ideale per fotocamere e sensori subacquei.