Revestimiento de superficie para vidrio y cerámica inspirado en la planta de jarra

Innovación: Industria

Materiales sin manchas

2020

Imagen: tngmarketing35 / Pixabay / Dominio público - Sin restricciones

Armar físicamente la estructura

Los sistemas vivos usan materiales físicos para crear estructuras que sirvan como protección, aislamiento y otros propósitos. Estas estructuras pueden ser internas (dentro o adheridas al propio sistema), como membranas celulares, caparazones y pelaje. También pueden ser externos (separados), como nidos, madrigueras, capullos o redes. Debido a que los materiales físicos son limitados y la energía requerida para reunir y crear nuevas estructuras es costosa, los sistemas vivos deben usar ambos de manera conservadora. Por lo tanto, optimizan el tamaño, el peso y la densidad de las estructuras. Por ejemplo, las aves tejedoras utilizan dos tipos de vegetación para crear sus nidos: fuerte, unas pocas fibras rígidas y numerosas fibras delgadas. Combinados, forman un nido fuerte pero flexible. Un ejemplo de una estructura interna es el hueso de un pájaro. El hueso se compone de una matriz mineral ensamblada para crear fuertes soportes cruzados y una superficie exterior tubular llena de aire para minimizar el peso.

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Mantener la biodiversidad

Cuanto mayor sea la cantidad de variación genética y de especies en un ecosistema, más resistente será ese ecosistema a las perturbaciones. La variación en los ecosistemas de la Tierra también contribuye a la resiliencia de la Tierra ante cambios impredecibles. Esta variación se llama biodiversidad. Debido a que los sistemas vivos compiten entre sí por los escasos recursos, mantener la biodiversidad implica crear condiciones para que una gran variedad de especies coexistan y se reproduzcan con éxito. Por ejemplo, dentro de un humedal existen diferentes tipos de vegetación. Esta diversidad da como resultado un mosaico complejo de microambientes a medida que los tipos de vegetación alteran los flujos de aire, los regímenes de luz y la temperatura y la química del agua. Debido a que los organismos varían en sus condiciones ambientales ideales, estos microambientes aumentan la diversidad de plantas en el humedal. A su vez, tener un humedal en un área seca aumenta la biodiversidad a una escala aún mayor.

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Controlar la erosión y los sedimentos

Los ecosistemas deben mantener sus suelos en el sitio y evitar que sean arrastrados por el agua. La materia orgánica, los minerales y otros nutrientes en el suelo sustentan a los organismos, desde los microorganismos hasta los mamíferos más grandes. Pero debido a la atracción de la gravedad, el agua fluye a menos que se lo impida. Por lo tanto, la presencia y las acciones de muchos y diversos organismos mantienen los suelos en su lugar y reducen la velocidad del agua para permitir que los sedimentos se asienten en lugar de ser arrastrados cuesta abajo. Por ejemplo, en los bosques, los troncos caídos que caen transversalmente a la pendiente reducen eficientemente el flujo de agua, atrapando los suelos transportados por el agua y provocando que el agua penetre en el suelo. En áreas que carecen de troncos y otras estructuras, el agua puede fluir tan rápido que corta el suelo, causando erosión que arrastra el suelo.

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Proteger de la suciedad/sólidos

Cuando la suciedad y otros sólidos pequeños se adhieren a los sistemas vivos, pueden ralentizarlos, crear obstrucciones, reducir su capacidad para llevar a cabo funciones vitales o provocar el desgaste de la superficie. Debido a las fuerzas electrostáticas, es fácil que la suciedad y otros sólidos se adhieran a las superficies, por lo que los sistemas vivos deben superar esas fuerzas. Una lombriz de tierra, por ejemplo, usa una pequeña corriente eléctrica para evitar que las partículas del suelo se adhieran a su cuerpo mientras se mueve a través del suelo. Esto le permite moverse de manera más eficiente al reducir la resistencia.

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Proteger del exceso de líquidos

Si bien el agua es esencial para la vida, demasiada agua u otros líquidos pueden abrumar los sistemas vivos. El exceso de líquidos puede, por ejemplo, disminuir el acceso de un sistema vivo al oxígeno, promover el crecimiento excesivo de bacterias u hongos, o eliminar la tierra y los nutrientes. Para evitar la acumulación de líquidos en exceso, los sistemas vivos deben controlar el movimiento de los líquidos a través de sus límites o superficies. Lo hacen utilizando materiales o estructuras impermeabilizantes, ralentizando el flujo y/o facilitando el flujo para alejar el líquido. Las hojas de las plantas, por ejemplo, suelen tener superficies cerosas compuestas de productos químicos que repelen el agua para evitar que el agua llene las hojas o facilite el crecimiento de bacterias y hongos.

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spotLESS de spotLESS Materials es un recubrimiento rociable que mantiene las superficies limpias sin el uso de productos químicos agresivos.

Beneficios

No es tóxico
Reducción del uso de agua
Reducción del uso de químicos

Aplicaciones

Edificios residenciales y comerciales

Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU abordados

Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles
Objetivo 12: Producción y Consumo Responsables

El Desafío

La contaminación de la superficie afecta a múltiples industrias y su tratamiento puede ser costoso y requerir mucho tiempo. Se estima que 3.58 TL de agua dulce (suficiente para satisfacer el 68 % de las necesidades de bebida de la población mundial) se utilizan para eliminar los desechos cada año en los EE. UU. Reducir la mano de obra, los productos químicos de limpieza y los volúmenes de descarga necesarios para mantener limpios los inodoros y otras superficies tiene un enorme potencial mundial de ahorro de agua y energía.

Detalles de la innovación

spotLESS es un recubrimiento rociable que repele líquidos, lodos, bacterias, depósitos minerales y más. Contiene una nanoesponja infundida con líquido inspirada en la superficie resbaladiza de la planta de jarra. spotLESS puede mantener limpias superficies como inodoros, reduciendo drásticamente la cantidad de agua y productos químicos de limpieza necesarios. Está disponible para uso doméstico y se puede rociar sobre vidrio y cerámica en condiciones ambientales.

Vea cómo SpotLESS Materials se inspiró en la planta carnívora para hacer un nuevo tipo de revestimiento de superficie.

Modelo biologico

Las plantas de jarra atrapan insectos y otras presas pequeñas cuando aterrizan en el borde redondeado de la jarra y caen, terminando en un charco de jugos digestivos. La superficie del borde redondeado es especialmente resbaladiza, lo que dificulta que los insectos se agarren y escapen. La jarra debe su resbalamiento a una fina película húmeda en la superficie, que reduce drásticamente la fricción entre la planta y los pies de los insectos.

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Estrategia biológica

Los bordes de la jarra son extremadamente resbaladizos

Plantas de jarra tropicales

Los bordes de la planta de jarra son extremadamente resbaladizos debido a una película líquida que cubre una superficie microtexturizada.

Ray of Hope Prize

El Ray of Hope Prize® celebra las soluciones inspiradas en la naturaleza que abordan los mayores desafíos ambientales y de sustentabilidad del mundo. Creado en honor a Ray C. Anderson, fundador de Interface, Inc. y líder empresarial y de sustentabilidad, el premio de $100,000 Ray of Hope Prize ayuda a las empresas emergentes a cruzar un umbral crítico para convertirse en negocios viables al ampliar sus historias y proporcionarles financiamiento sin capital. El premio arroja luz sobre las soluciones innovadoras inspiradas en la naturaleza que necesitamos para construir un mundo sostenible y resistente. spotLESS Materials fue seleccionado como finalista para el 2020 Ray of Hope Prize.

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