Ameaças químicas e biológicas representam uma preocupação significativa não apenas para o guerreiro moderno, mas para um número cada vez maior de indivíduos e grupos. Essa ameaça é agravada pela persistência desses agentes e pelas possibilidades de causar aumento da exposição do pessoal pela realocação de materiais contaminados.

Para combater isso, Os cientistas do NRL estão desenvolvendo sistemas únicos que visam a descontaminação espontânea de uma variedade de materiais por meio da incorporação de aditivos funcionais, como biocidas de sal de amônio quaternário (QAS), polioxometalatos (POMs), fulerenos e ftalocianinas capazes de neutralizar agentes químicos e biológicos.

"Alguns de nossos trabalhos anteriores utilizaram a incorporação de pequenas quantidades desses agentes descontaminantes em tintas e revestimentos, "disse James Wynne, Ph.D., cabeça de seção, Conceitos Aplicados na Seção de Materiais da Divisão de Química. "Devido ao desempenho promissor de descontaminação, os revestimentos experimentaram contra uma variedade de patógenos e agentes químicos, agora estamos estendendo a capacidade de descontaminação derivada de aditivos para incluir materiais que não podem ser pintados ou revestidos, como nano e microfibras de polímero, que podem ser utilizados para uma variedade de aplicações, como roupas. "

Os químicos da NRL começaram a utilizar a eletrofiação - uma técnica que usa uma carga elétrica para extrair fibras muito finas de um líquido - para fabricar fibras quase monodispersas que variam em diâmetro de 45 nanômetros a três micrômetros. Uma variedade de polímeros são co-eletrofiados com concentrações e estruturas variáveis ​​de QAS POMs e outros compostos funcionais.

Descontaminação biológica de Nylon 6 carregado com QAS, 6 fibras de polimida mostraram uma redução de 99,9999 por cento de S. aureus viável com o aumento da atividade biocida correlacionando-se bem com o aumento da carga de biocida e conteúdo de biocida de superfície. Sistemas separados de fibras de náilon contendo cinco por cento de um composto de POM de níquel mostraram mais de 50 por cento de descontaminação de sulfeto de 2-cloroetil fenil (CEPS), um simulante de mostarda, com maior descontaminação com cargas de POM ainda mais altas.

Ftalocianinas, os mais novos compostos que foram sintetizados no NRL, exibem capacidade de descontaminação ainda maior do que os compostos de POM em apenas uma fração da concentração. O exame do efeito do tamanho da nanofibra na capacidade de descontaminação mostrou fortes correlações entre a área de superfície das fibras e a atividade, demonstrando composições específicas experimentam uma capacidade de descontaminação bem mais de 99,9 por cento maior quando submetidas a eletrofiação do que os mesmos materiais curados como revestimentos tradicionais.

A grande variedade de polímeros comercialmente disponíveis e especialmente sintetizados que foram examinados por este grupo também pode dar origem a aplicações adicionais, como filtros de ar e água que se auto-descontaminam contra patógenos mortais.