Un nuovo materiale nanocomposito superidrofobico a base di poliuretano polidimetilsilossano (PDMS-PU) e bisolfuro di grafene/tungsteno presenta una forte adesione antibiologica, resistenza alla corrosione e durevolezza meccanica senza l'uso di biocidi.
In un recente studio pubblicato su "Progress in Organic Coatings" (marzo 2025, volume 200), i ricercatori hanno sviluppato rivestimenti nanocompositi superidrofobici atossici per applicazioni anti-biofouling in ambito marino. Questo nuovo materiale è basato su poliuretano polidimetilsilossano (PDMS-PU) e riempito con nanosfoglie di ossido di grafene (GO) caricate con nanobastoncini di disolfuro di tungsteno (WS2). La struttura ibrida GO-WS2 può migliorare la rugosità superficiale e la disperdibilità, migliorando così l'idrofobicità e la capacità di antiadesione biologica.
Il team di ricerca ha utilizzato un metodo Hummers migliorato e un metodo idrotermale assistito da tensioattivi per preparare materiali nanoibridi. Successivamente, i nanofiller sono stati miscelati a ultrasuoni nella matrice polimerica tramite oscillazione ultrasonica, ottenendo una distribuzione uniforme delle particelle di GO-WS2 nel rivestimento e la formazione di superfici micro/nano ruvide a strati. Il materiale nanocomposito contenente il 2,5% in peso di filler presenta un angolo di contatto con l'acqua di 150°, un'energia libera superficiale di 20,4 mN/m e un'eccellente superidrofobicità grazie alla superficie strutturata che intrappola l'aria.
Eccellenti prestazioni anti-attaccamento e anti-corrosione sotto stress biologico
I ricercatori hanno condotto un test di adesione di 30 giorni su quattro comuni microrganismi marini (Burkholderia rhizobia, Pseudomonas fluorescens, Aspergillus fumigatus e Candida albicans) in laboratorio. I risultati hanno mostrato che i nanocompositi PDMS-PU/GO-WS2 contenenti il 2,5% in peso di riempitivo hanno mostrato il più basso tasso di adesione microbica e di degradazione superficiale, con prestazioni migliori rispetto ad altre formulazioni.
Oltre alle sue proprietà di protezione biologica, questo rivestimento presenta anche un'elevata resistenza meccanica e alla corrosione, rendendolo adatto all'uso a lungo termine in ambienti marini difficili. Le sue proprietà non fungicide offrono un'alternativa ecologica alle tradizionali strategie anti-biofouling che si basano su additivi tossici.