science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Innovatieve anti-biofoulingtechnologieën kunnen de scheepvaart milieuvriendelijker maken

Organismen die zich aan de lagere constructies van schepen hechten, verhogen het brandstofverbruik en de onderhoudskosten aanzienlijk. Momenteel, de organismen worden gedood met giftige biociden, maar deze chemicaliën moeten worden verwijderd om ons milieu te beschermen. Onderzoekers proberen milieuvriendelijke anti-biofouling-technologieën te ontwikkelen, zoals nanogestructureerde oppervlakken die ervoor zorgen dat organismen eraf vallen als de schepen bewegen.

organismen, zoals algen en zeepokken, vasthouden aan de lagere structuur van schepen verhogen het vereiste voortstuwingsvermogen. Geschat wordt dat het brandstofverbruik van schepen tot veertig procent kan worden verminderd door die organismen te verwijderen. Hiervoor worden voornamelijk biocidenhoudende erosiesystemen gebruikt. Echter, het gebruik van milieuvriendelijke alternatieven zoals op siliconen gebaseerde aangroeiwerende coatings, bijna allemaal verrijkt met een olie-additief, zijn de laatste tijd toegenomen. Onderzoekers van het GE Global Research Center in de VS hebben aangetoond dat organismen verschillend reageren op de verschillende coatings voor het verwijderen van siliconenvervuiling, en coatingtype gekruist met olietype is erg belangrijk als het gaat om het vaststellen van de sterkte van de hechtingskracht van een organisme.

Echter, er is behoefte aan verbeterde milieuvriendelijke alternatieven en onderzoekers werken aan oplossingen. Bijvoorbeeld, wetenschappers van de Universiteit van Göteborg in Zweden hebben een zogenaamde "lage emissie"-benadering ontwikkeld waarbij avermectines, een klasse antibiotica, zijn inbegrepen. Er komen slechts zeer kleine hoeveelheden vrij, omdat de stoffen in de coating nauw verbonden zijn met het bindmatrixmiddel. De wetenschappers ontdekten dat 1 mg avermectine/gr coating zeer effectief de kolonisatie van volwassen zeepokken verhinderde, maar een soortgelijke coating stoorde de zeepokkenlarven niet. De reden is dat de zeepokken eerst de avermectine tegenkomen wanneer ze dichter aan het oppervlak proberen te kleven en de avermectine ze vervolgens laat losmaken. Dit principe werd post-settlementinhibitie (PSI) genoemd omdat deze coating alleen de groei van volwassen zeepokken lijkt te beïnvloeden.

Een andere innovatie die geen gebruik maakt van giftige stoffen of nanodeeltjes, is ontwikkeld door onderzoekers verbonden aan het door de Europese Commissie gefinancierde project AMBIO (Advanced Nanostructured Surfaces for the Control of Biofouling). Hun coatingtechnologie die de technologie voor giftige biociden kan vervangen, is in plaats daarvan gebaseerd op nano-pattering. Moleculen in hun innovatieve verf zullen zichzelf rangschikken in een schaakbordpatroon waar hydrofobe nano-gerangschikte punten worden gecombineerd met hydrofiele nano-gerangschikte punten. Deze textuur maakt het erg moeilijk voor algen en zeepokken om zich aan het oppervlak vast te houden en de wrijving van het water zal ze verwijderen.

Hoewel een coatingalternatief dat geen giftige stoffen in het milieu afgeeft de veiligste keuze lijkt, de AMBIO-coatingtechnologie zal eerst uitgebreid worden bestudeerd in een echte wereldomgeving om er zeker van te zijn dat deze de juiste eigenschappen heeft, bijvoorbeeld dat het vijf jaar meegaat op schepen, voordat het in de handel verkrijgbaar kan zijn.