US Navy entwickelt biologisch abbaubare ozeanische Einwegsensoren

Unterwasserausrüstung, die strategisch im Ozean zurückgelassen wurde, könnte dank einer kürzlich von Wissenschaftlern der US-Marine gewonnenen Erfindung biologisch abbaubar gemacht werden Kunststoffe heute. Einem Team von Wissenschaftlern des Naval Surface Warfare Center in Panama City, Florida, wurde ein 20-jähriges Patent für ein 3D-druckbares Material aus einem im Meer biologisch abbaubaren Basispolymer erteilt, von dem es heißt, dass es leicht zu bauen ist und über das hinweg abbauen würde Zeit.

Unbemannte oder autonome Unterwasserfahrzeuge (UUVs) werden verwendet, um ozeanische Sensoren unterzubringen und einzusetzen, die für den einmaligen Gebrauch (Einweg) oder für eine bestimmte Zeitdauer ausgelegt sind, bevor sie nicht mehr funktionieren. Die Bergung vom Meeresboden kann kostspielig oder unmöglich sein, so dass sie in einigen Fällen aufgegeben werden können – eine weniger als umweltfreundliche Lösung.

Durch die Optimierung einer Kombination von Polymeren, einschließlich Polycaprolacton (PCL), Polyhydroxyalkanoat (PHA) oder Polybutylensuccinat (PBS), zusammen mit einem Agar-Geliermittel, kann das Material in jede beliebige Größe oder Form 3D gedruckt werden und hält eine bestimmte Menge von Zeit vor dem Abbau. Der neue Kunststoffverbund wurde von Josh Kogot, Ryan Kincer und April Hirsch im Biotechnologie-Forschungs- und Entwicklungslabor des Zentrums erfunden.

„Es gibt derzeit keine bekannte Möglichkeit, diese Strukturen so zu entwerfen und herzustellen, dass ihre Abbaurate kontrolliert werden kann“, heißt es in dem Patent des Materials. „Es besteht ein ungedeckter Bedarf an der Herstellung mariner biologisch abbaubarer 3D-druckbarer Strukturen, für die die Abbaurate jeder Struktur für eine bestimmte Mission ausgewählt werden kann.“

Durch das Einbringen biologischer Materialien, wie dem synthetischen Schleim von Schleim, den das gleiche Labor erfunden hat, wird der Prozess des biologischen Abbaus der Trägervehikelstruktur durch Mikroorganismen oder Enzyme erreicht, die sich von den biologisch abbaubaren Polymeren ernähren, aus denen die Struktur besteht.

Durch Technologietransfer steht die neue biologisch abbaubare 3D-Druckmaterialtechnologie privaten Unternehmen per Lizenzvertrag zur Verfügung. TechLink, der nationale Partnerschaftsvermittler des Verteidigungsministeriums für Technologietransfer, bietet Unternehmen laut kostenlos Lizenzierungsdienste an Kunststoffe heute.

Brian Metzger, ein leitender Technologiemanager bei TechLink, arbeitet mit dem Tech-Transfer-Team der Navy in Panama City zusammen, um Privatunternehmen bei der Kommerzialisierung ihrer wachsenden Liste von Erfindungen zu unterstützen. Metzger sagte, dass das neue Druckmaterial für eine beliebige Anzahl von Anwendungen verwendet werden könnte, nicht nur für UUVs, und dass der erste Schritt zur Kommerzialisierung die Lizenzierung des Patents ist.

„Sie können dieses Material nicht nur in fast alles 3D-Drucken, sondern es ist auch wirklich nützlich, die Geschwindigkeit, mit der es abgebaut wird, genau zu kontrollieren“, sagt Metzger. „Diese Technologie hat das Potenzial, Kosten zu senken und der Umwelt zu helfen, sie könnte viele militärische und kommerzielle Anwendungen für alle Arten von Unterwasserausrüstung haben.“