¿Te preocupa que tus torpedos y otras armas de guerra naval se estén hundiendo hasta el fondo del océano y convirtiéndose en contaminación ?.
Bueno, no se preocupe más, ya que los investigadores de la Marina de los EE. UU. Han obtenido una patente para un material imprimible en 3D que se biodegrada en agua salada.
Por supuesto, bromeamos. La patente dice que el material está desarrollado para dispositivos fungibles que normalmente pueden ser difíciles de recuperar de las profundidades salobres.
Crédito de la imagen: Smithsonian Institution
Estos dispositivos tienden a ser artículos de un solo uso, u objetos que se usan continuamente a lo largo del tiempo antes de ser abandonados en el agua. A menudo se trata de carcasas que contienen sistemas electrónicos, como carcasas de sensores y cuerpos de cámaras subacuáticas, que a menudo se dejan caer sobre el lecho marino para el monitoreo remoto del entorno submarino.
La patente emitida en agosto de 2020 (patente número US 10,752,772) describe la combinación de una base polimérica mezclada con un agente gelificante elaborado con agar natural (que se puede extraer de varios tipos de algas).
La patente muestra la carcasa en varias etapas de descomposición. Cualquier parecido con un arma es pura coincidencia. Si desea dejar caer algo para que se hunda a través de un fluido, esta es la mejor forma para la tarea.
La propia patente cubre tanto la composición del sistema de polímero / agente gelificante como el método para imprimirlo. También contiene un flujo del proceso de impresión 3D con la materia biológica.
El diagrama de flujo muestra que el sistema de polímero se transforma en un filamento donde se imprime mediante algún tipo de proceso de extrusión de filamento a baja temperatura, similar a una impresora 3D de deposición de filamento de escritorio estándar. También establece que la velocidad de descomposición depende principalmente de la cantidad de agente gelificante que se agrega a la mezcla de polímeros.
La siguiente tabla (fuente: patente ) muestra las diversas vidas objetivo de los sistemas y qué combinaciones de tratamientos producen esas respuestas. Podemos ver que el aumento de la proporción del Agar con respecto al PCL (Policaprolactona, una base de poliéster biodegradable) reduce el tiempo de degradación.
| Vida objetivo | Agar | PCL | Biológicos |
|---|---|---|---|
| 0 a 3 meses | 50-95% | 5-50% | 1% |
| 3 a 6 meses | 25-50% | 50-75% | 0,1% |
| Más de 6 meses | 5-25% | 75-95% | Opcional |
Según la patente, también se pueden usar en el sistema otros polímeros base biodegradables, incluido otro polímero natural, PHA (polihidroxialcanoato) y también PBS (succinato de polibutileno), este último sintetizado artificialmente pero aún degradable en agua y CO2.
Notará una columna en la tabla titulada «Productos biológicos».
Estos denominados productos biológicos son microorganismos y enzimas que también pueden acelerar la biodegradación de las bases poliméricas. Viven en el Agar que sirve de andamio para albergar a estas pequeñas criaturas. Los productos biológicos también se pueden utilizar para otros fines, como inertizar materiales explosivos o para cultivar estructuras bajo el agua.
Por supuesto, estos microorganismos también necesitan nutrientes, y el andamio puede contener varios alimentos para que prosperen los biológicos, así como antibióticos para mantener los microorganismos en óptimas condiciones durante períodos prolongados.
Uno de esos nutrientes es el «extracto de levadura». Es de suponer que será una receta personalizada en lugar de una solución estándar. Afortunadamente, los microorganismos no tienen papilas gustativas.
La Marina tiene previsto licenciar esta tecnología a otras empresas, ya que tiene una gama de aplicaciones, que podrían incluir la fabricación de redes de pesca biodegradables, entre otras innovaciones.
