Un team di ricerca crea vetro resistente al biofilm per ambienti marini
Un gruppo di ricercatori guidati dagli ingegneri dell’Università del Massachusetts Amherst ha sviluppato un vetro che emette raggi ultravioletti (UV) in grado di ridurre fino al 98% la formazione di biofilm su superfici in ambienti sottomarini, come riportato nel giornale Biofilm.
Il Problema del Biofilm in Ambiente Marino
Il biofilm è uno strato viscoso composto da vari tipi di microrganismi che cresce su superfici bagnate. “Se guardi giù nel lavandino e tocchi il lato interno, quella sostanza viscosa è il biofilm”, spiega Mariana Lanzarini-Lopes, professore associato di ingegneria civile ed ambientale presso l’Università del Massachusetts Amherst, e autrice corrispondente dello studio.
Il biofilm rappresenta una sfida significativa per le applicazioni subacquee. La Marina degli Stati Uniti stima che i biofilm costino alla sua flotta tra 180 e 260 milioni di dollari all’anno. La crescita del biofilm su tutte le superfici sommerse aumenta la resistenza dell’acqua, l’uso di carburante successivo e i danni da corrosione alle navi o all’attrezzatura oceanografica.
La Soluzione Tecnologica
Come alternativa ai metodi chimici, il team dell’Università del Massachusetts Amherst ha sviluppato un vetro resistente al biofilm utilizzando la radiazione UVC, la lunghezza d’onda più corta e efficace per la disinfezione dei raggi UV. Il laboratorio di Lopes ha già dimostrato che la fibra ottica ad emissione laterale UV può distribuire la radiazione UVC in piccoli canali, come apparecchiature mediche, dispositivi domestici e sistemi di stoccaggio/distribuzione dell’acqua per inattivare gli organismi patogeni e prevenire la crescita batterica sulle superfici.
“Il vetro emettitore di UV non solo è resistente al biofilm ma inibisce direttamente la formazione del biofilm sulla superficie di interesse—la superficie stessa funge da sorgente UVC,” afferma Leila Alidokht, associato post-dottorato nel laboratorio di Lopes e autrice principale dello studio.
Il vetro emettitore di UV, sottoposto a test in partnership con Florida Tech e la Marina, ha ridotto la crescita visibile del biofilm del 98% rispetto al vetro non trattato. “Contrariamente alla tecnica di irradiazione UV esterna, il vetro emettitore di UV inibisce la formazione del biofilm direttamente sulla superficie di interesse—la superficie stessa funge da sorgente UVC,” spiega Alidokht.
Questa scoperta apre le porte a diverse applicazioni di disinfezione. “La tecnologia sviluppata può essere utilizzata per la disinfezione di superfici trasparenti come finestre di navi, sfere di galleggiamento e boe ormeggiate, lenti delle telecamere e sensori per applicazioni oceanografiche, agricole e di trattamento dell’acqua,” afferma.
Il team ha ottenuto un brevetto provvisorio per la loro scoperta.
Ora che il team ha dimostrato che questo vetro resiste efficacemente alla formazione di biofilm (noto come biofouling), sono entusiasti di ottimizzare la loro scoperta: testare applicazioni a lungo termine, valutare eventuali effetti sull’ambiente e creare superfici più ampie.
Un’altra futura area di esplorazione: “Stiamo cercando anche di prevenire il biofilm sulle lenti delle telecamere”, aggiunge Lopes. “L’inibitore principale della durata del tempo di impiego [delle telecamere subacquee] è il biofouling, quindi riducendo il tasso di biofouling, si può aumentare la durata del tempo di impiego di tutta questa attrezzatura ottica.”
