US Navy ontwikkelt biologisch afbreekbare wegwerpsensoren voor oceanen

Onderwaterapparatuur die strategisch in de oceaan is achtergelaten, kan biologisch afbreekbaar worden gemaakt dankzij een recente uitvinding van wetenschappers van de Amerikaanse marine, volgens Kunststoffen vandaag. Een team van wetenschappers van het Naval Surface Warfare Center in Panama City, Florida, heeft een 20-jarig patent gekregen voor een 3D-printbaar materiaal gemaakt van een in de zee biologisch afbreekbaar basispolymeer waarvan het zegt dat het gemakkelijk te bouwen is en zou afbreken over tijd.

Onbemande of autonome onderwatervoertuigen (UUV's) worden gebruikt om oceanische sensoren te huisvesten en in te zetten die zijn ontworpen voor eenmalig gebruik (wegwerp) of om een ​​bepaalde tijd mee te gaan voordat ze niet meer werken. Het ophalen van de oceaanbodem kan kostbaar of onmogelijk zijn, dus in sommige gevallen kunnen ze worden opgegeven - een minder dan milieuvriendelijke oplossing.

Door een combinatie van polymeren, waaronder polycaprolacton (PCL), polyhydroxyalkanoaat (PHA) of polybutyleensuccinaat (PBS), samen met een agar geleermiddel aan te passen, kan het materiaal 3D-geprint worden in elke maat of vorm en gemaakt worden om een ​​bepaalde hoeveelheid tijd mee te gaan. tijd voor degradatie. De nieuwe plastic verbinding is uitgevonden door Josh Kogot, Ryan Kincer en April Hirsch in het Biotechnology Research and Development Lab van het centrum.

"Er is momenteel geen bekende manier om deze structuren te ontwerpen en te produceren zodat hun afbraaksnelheid kan worden gecontroleerd", luidt het patent van het materiaal. "Er is een onvervulde behoefte om in zee biologisch afbreekbare 3D-printbare structuren te produceren waarvan de afbraaksnelheid van elke structuur kan worden geselecteerd voor een bepaalde missie."

Door biologische materialen op te nemen, zoals het synthetische slijm van hagfish dat hetzelfde laboratorium heeft uitgevonden, wordt het proces van biologische afbraak van de structuur van het dragervoertuig bereikt door micro-organismen of enzymen die zich voeden met de biologisch afbreekbare polymeren waaruit de structuur bestaat.

Door technologieoverdracht is de nieuwe technologie voor biologisch afbreekbaar 3D-printmateriaal beschikbaar voor particuliere bedrijven via een licentieovereenkomst. TechLink, de nationale intermediair van het ministerie van Defensie voor technologieoverdracht, levert gratis licentiediensten aan bedrijven, volgens Kunststoffen vandaag.

Brian Metzger, senior technologiemanager bij TechLink, werkt samen met het Navy Tech Transfer-team in Panama City om particuliere bedrijven te helpen hun groeiende lijst met uitvindingen te commercialiseren. Metzger zei dat het nieuwe drukmateriaal voor een groot aantal toepassingen kan worden gebruikt, niet alleen voor UUV's, en dat de eerste stap naar commercialisering het patenteren van het patent is.

"Je kunt dit materiaal niet alleen in bijna alles 3D-printen, maar het is ook heel handig om de snelheid waarmee het degradeert nauwkeurig te regelen", zegt Metzger. "Deze technologie heeft het potentieel om kosten te besparen en het milieu ten goede te komen, het kan vele militaire en commerciële toepassingen hebben voor alle soorten onderwaterapparatuur."