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Brevet délivré pour le matériau d’impression 3D de la marine pour les capteurs et la robotique biodégradables en milieu marin – ImpressionEn3D.com

Des équipements tels que les véhicules sous-marins autonomes ou sans pilote (UUV) peuvent aider les chercheurs à observer de plus près les environnements sous-marins qu’ils sont incapables de traverser facilement. Les UUV sont utilisés pour une variété d’applications, telles que la cartographie, l’observation et la recherche, et les expéditions archéologiques, mais qu’arrive-t-il à ces équipements une fois leur tâche accomplie?

Certaines de ces solutions UUV qui déploient des capteurs océaniques ne durent qu’un certain temps avant de cesser de fonctionner, ou ont été conçues pour un usage unique. En conséquence, malheureusement, ils sont souvent abandonnés au fond de l’océan, car la récupération peut coûter assez cher. De toute évidence, ce n’est pas la meilleure solution pour notre planète, mais les scientifiques de l’US Navy s’efforcent de renverser la vapeur.

Josh Kogot, Ryan Kincer et April Hirsch travaillent au laboratoire de recherche et développement en biotechnologie de Panama City, au Naval Surface Warfare Center de Floride, et ont inventé un nouveau matériau qui pourrait être utilisé pour rendre les équipements sous-marins biodégradables. L’équipe vient d’annoncer qu’elle a obtenu un brevet de 20 ans pour ce nouveau matériau d’impression 3D, composé d’un polymère de base biodégradable en milieu marin qui se décomposera avec le temps, rendant les UUV plus sûrs à éliminer sous l’eau.

La description du brevet indique: «Des taux plus rapides de dégradation de la structure sont obtenus avec des proportions plus importantes d’agent gélifiant dans la composition. La composition peut également comprendre des matériaux biologiques pour promouvoir ou contrôler davantage la biodégradation de la structure, et d’autres additifs tels que des nutriments pour les micro-organismes ou des agents de solidification. L’impression 3D du matériau se produit à des températures relativement plus basses pour éviter d’endommager les matériaux biologiques. »

Cela ressemble un peu aux filaments PHAbulous, qui pourraient être utilisés pour réaliser des impressions 3D qui se biodégraderaient dans votre jardin en deux mois.

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Pour fabriquer ce matériau imprimable en 3D, l’équipe ajuste une combinaison de polymères, tels que le polybutylène succinate (PBS), la polycaprolactone (PCL) et le polyhydroxyalcanoate (PHA), et ajoute un agent gélifiant, souvent la gélose polysaccharidique non digestible, au mélange. Cela signifie que les objets et les structures imprimés à partir du matériau, tels que les capteurs et les UUV, peuvent, comme l’indique le brevet, «atteindre un taux de dégradation souhaité». Tout comme les implants imprimés en 3D fabriqués à partir de matériaux biodégradables peuvent se décomposer avec le temps dans le corps humain, ce nouveau matériau durera un certain temps avant de se dégrader en toute sécurité.

(Ci-dessus: illustre un exemple de véhicule porteur construit par impression 3D en utilisant le matériau biodégradable marin de la présente invention.)

Le brevet poursuit en disant: «Il n’existe actuellement aucun moyen connu de concevoir et de produire ces structures afin que leur taux de dégradation puisse être contrôlé. Il existe un besoin non satisfait de produire des structures imprimables 3D biodégradables marines pour lesquelles le taux de dégradation de chaque structure peut être sélectionné pour une mission particulière.

De plus, les chercheurs ont également utilisé des matériaux biologiques, tels qu’une bave synthétique de myxine inventée par le même laboratoire, pour donner aux micro-organismes ou aux enzymes de quoi se nourrir. C’est ainsi que les polymères biodégradables qui composent la structure du véhicule porteur se dégradent avec le temps.

«Lorsque ces matières biologiques sont incorporées dans la composition, l’extrusion se produit à des températures relativement basses pour éviter de nuire aux microorganismes ou à d’autres produits biologiques», poursuit le brevet. «Dans encore un autre mode de réalisation, des additifs supplémentaires peuvent être inclus dans la composition, tels que des nutriments pour soutenir la croissance et l’activité des micro-organismes, des antibiotiques pour la sélection de la croissance des micro-organismes ou la dissuasion de la croissance, ou certains agents de solidification.

L’intermédiaire de partenariat national du ministère de la Défense pour le transfert de technologie, TechLink, offre des services de licence gratuits aux entreprises pour cette nouvelle technologie de matériau d’impression 3D biodégradable.

«Non seulement vous pouvez imprimer en 3D ce matériau dans à peu près n’importe quoi, mais contrôler finement la vitesse à laquelle il se dégrade est vraiment utile. Cette technologie a le potentiel de réduire les coûts et de bénéficier à l’environnement, elle pourrait avoir de nombreuses applications militaires et commerciales pour tous les types d’équipement sous-marin », a expliqué Brian Metzger, un directeur de la technologie chez TechLink travaillant avec l’équipe de transfert de technologie de la marine de Panama City pour aider le secteur privé. entreprises dans la commercialisation de ces inventions de la Marine.

Metzger dit que les applications potentielles de ce nouveau matériau biodégradable vont au-delà des UUV – le ciel est la limite, mais le brevet doit être autorisé avant que la commercialisation puisse avoir lieu.

(Source: TechLink)

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