Une équipe de chercheurs en chimie du Nano Institute de l'Université de Sydney a développé des revêtements de surface nanostructurés qui ont des propriétés antisalissures sans utiliser de composants toxiques.

L'encrassement biologique - l'accumulation de matériel biologique dommageable - est un énorme problème économique, coûtant aux industries de l'aquaculture et du transport maritime des milliards de dollars par an en maintenance et en consommation de carburant supplémentaire. On estime que la traînée accrue sur les coques des navires due à l'encrassement biologique coûte à l'industrie du transport maritime en Australie 320 millions de dollars par an a b.

Depuis l'interdiction de l'agent antisalissure toxique tributylétain, le besoin de nouvelles méthodes non toxiques pour arrêter l'encrassement biologique marin s'est fait pressant.

Responsable de l'équipe de recherche, Professeur agrégé Chiara Neto, a déclaré : « Nous souhaitons comprendre le fonctionnement de ces surfaces et repousser les limites de leur application, notamment pour l'efficacité énergétique. Les revêtements glissants devraient réduire la traînée, ce qui signifie que les objets, comme les navires, pourrait se déplacer dans l'eau avec beaucoup moins d'énergie nécessaire.

Les nouveaux matériaux ont été testés attachés à des filets contre les requins dans la baie Watson de Sydney, montrant que les nanomatériaux étaient efficaces pour résister à l'encrassement biologique en milieu marin.

La recherche a été publiée dans Matériaux et interfaces appliqués ACS .

Le nouveau revêtement utilise des « nanorides » inspirées de la plante carnivore en pichet Nepenthes. La plante emprisonne une couche d'eau sur les minuscules structures autour du bord de son ouverture. Cela crée une couche glissante provoquant l'aquaplanage des insectes à la surface, avant de glisser dans la cruche où ils sont digérés.

Les nanostructures utilisent des matériaux conçus à l'échelle du milliardième de mètre - 100, 000 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain. Le groupe du professeur agrégé Neto à Sydney Nano développe des matériaux à l'échelle nanométrique pour le développement futur de l'industrie.

L'encrassement biologique peut se produire sur n'importe quelle surface mouillée pendant une longue période, par exemple les filets d'aquaculture, capteurs et caméras marins, et coques de navires. La surface glissante développée par le groupe Neto arrête l'adhésion initiale des bactéries, inhibant la formation d'un biofilm à partir duquel des organismes marins plus gros peuvent se développer.

L'équipe interdisciplinaire de l'Université de Sydney comprenait le professeur Truis Smith-Palmer, expert en biosalissure de l'Université St Francis Xavier en Nouvelle-Écosse, Canada, qui était en visite sabbatique au groupe Neto pendant un an, financé en partie par le programme de la Faculté des sciences pour les femmes en visite.

Dans le laboratoire, les surfaces glissantes ont résisté à presque toutes les salissures d'une espèce commune de bactéries marines, tandis que les échantillons de Téflon témoins sans la couche lubrifiante étaient complètement encrassés. Non satisfaite de tester les surfaces dans des conditions de laboratoire hautement contrôlées avec un seul type de bactérie, l'équipe a également testé les surfaces dans l'océan, avec l'aide du biologiste marin, le professeur Ross Coleman.

Des surfaces d'essai ont été fixées à des filets de natation dans les bains de Watsons Bay dans le port de Sydney pendant une période de sept semaines. Dans un environnement marin beaucoup plus rude, les surfaces glissantes étaient encore très efficaces pour résister à l'encrassement.

Les revêtements antifouling sont moulables et transparents, rendant leur application idéale pour les caméras et les capteurs sous-marins.