Desarrollan un recubrimiento para el fondo marino que previene corrosión y fouling

Un equipo de investigación del Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) de la Academia China de Ciencias (CAS) desarrolló un nuevo recubrimiento de poli(oxima-uretano) (PUDF) diseñado para su uso a profundidades oceánicas completas. Este material proporciona un rendimiento antifouling y anticorrosión para aplicaciones de ingeniería marina. El estudio fue publicado recientemente en ACS Nano.

El fondo marino se ha convertido en una frontera para la exploración marina, pero a medida que las operaciones de ingeniería marina se expanden a profundidades oceánicas completas, los equipos enfrentan desafíos significativos: presión hidrostática intensa, alta salinidad y comunidades microbianas que provocan fouling y corrosión simultáneos, amenazas que comprometen la durabilidad a largo plazo.

Los sistemas de protección convencionales de múltiples capas son vulnerables a la delaminación interfacial y la degradación funcional, lo que los hace inadecuados para tales condiciones adversas. Esta brecha ha hecho que el desarrollo de un recubrimiento único que combine protección antifouling y anticorrosión de manera sinérgica sea un desafío crítico y de larga data.

Para abordar esto, los investigadores utilizaron un diseño molecular preciso y una ingeniería interfacial a escala nanométrica para crear un recubrimiento integrado de antifouling y anticorrosión basado en PUDF. El material novedoso integra moléculas antibacterianas (DFFD) con nanosheets de óxido de grafeno (GO-COOH), formando un sistema de doble protección.

El recubrimiento ejerce sus efectos intrínsecos antibacterianos y antifouling al interrumpir el metabolismo de purinas bacterianas y suprimir la biosíntesis de nucleótidos, mientras que la capa de óxido de grafeno proporciona una barrera física, bloqueando iones corrosivos y metabolitos. Este diseño ofrece capacidades tanto antifouling como anticorrosión, incluso en entornos extremos del fondo marino.

Los resultados experimentales validaron la eficacia del recubrimiento a profundidades oceánicas completas: durante más de dos meses, evitó la adhesión de macrofoulers en el Mar de China Oriental (a una profundidad de 2 metros) y comunidades microbianas en el Mar de Filipinas (a 7,730 metros). Además, el recubrimiento resistió la inmersión prolongada en un entorno simulado con alta presión (15 MPa), alta salinidad y alta concentración bacteriana, demostrando un fuerte rendimiento anticorrosión.

Este estudio proporciona información sobre el diseño de mecanismos de protección sinérgicos para recubrimientos de alto rendimiento en entornos extremos.