Amphiphile Polymere gegen Biofouling

Tarnkappen für Schiffe

Biofouling macht Reedereien seit Langem weltweit zu schaffen: Organismen siedeln sich an Schiffswänden an und verwandeln die glatten Oberflächen in eine raue und zerklüftete Hülle. Dies erhöht im Wasser den Reibungswiderstand – der Bewuchs bremst die Schiffe. Dadurch benötigen sie mehr Energie, um ihre Fahrtgeschwindigkeit zu halten – schlecht für die Tankrechnung und die Umwelt. Beim globalen Gütertransport hat das Meer einen Anteil von rund 90 Prozent.

Tests unter Realbedingungen in der Nordsee zeigen: Oberflächen ohne Lackbeschichtung sind anfällig für starken biologischen Bewuchs durch Mikroorganismen. (Bild: Evonik)

„Biofouling ist eines der letzten ungelösten Probleme der Lackindustrie. Bisher wurde die optimale Lösung für effiziente und zugleich umweltfreundliche Schiffsanstriche noch nicht gefunden. Daher sind Antifouling-Lacke eines der Kernthemen unseres neuen Kompetenzzentrums ‚Smart Surface Solutions‘“, erklärt Stefan Silber, Leiter des Innovationsmanagements Coating Additives aus dem Segment Resource Efficiency von Evonik. Dort dreht sich die Arbeit der Experten nicht allein um Schiffslacke, sondern auch um Themen wie Vereisungsschutz, antimikrobielle Beschichtungen oder schmutzabweisende Oberflächen.

Um den biologischen Bewuchs auf Schiffsrümpfen abzuwehren, nutzen die Wissenschaftler von Evonik für den neuen Anstrich einen Trick: Sie kombinieren für den Lack ein wasserabweisendes (hydrophobes) Silikon mit einem wasserliebenden (hydrophilen) Polymer. So entstehen amphiphile Polymere – das heißt, wasserliebende und wasserabweisende Bereiche wechseln sich ab. Die wasserliebenden Bereiche ziehen das Wasser um den Schiffsrumpf an. Dadurch bildet sich eine Art Wasserhülle um die Polymere – und die tarnt den Rumpf vor den Organismen. Der Wechsel mit den wasserabweisenden Bereichen verwirrt die Kleinstlebewesen zusätzlich. Sie erkennen die Oberfläche nicht mehr zweifelsfrei, können den Schiffsrumpf nicht mehr eindeutig vom Meerwasser unterscheiden. In dieser Unsicherheit bleiben sie dem Rumpf meist fern.

Anzeige

Falls die Mikroorganismen es dennoch probieren, soll sich eine zweite Abwehreigenschaft des hydrophoben Bereichs auszahlen: die Antihaftwirkung. Diese resultiert aus der Grundlage für die neue Lösung gegen Biofouling, dem Silikon-Hybridharz Silikopon® EF aus dem Portfolio von Evonik. Sie erschwert die Ansiedlung der Organismen am Schiffsrumpf von Anfang an. Das liegt an der geringen Oberflächenspannung und der glatten Oberfläche des Silikons, die zu sogenannten Easy-to-clean-Eigenschaften führen. Die wenigen Organismen, denen es gelingt, am Schiffsrumpf anzuhaften, soll der Wasserstrom schon bei geringer Fahrtgeschwindigkeit wieder ablösen. "Wir nutzen damit ein bewährtes Produkt auf neue Weise und erweitern zugleich die Expertise von Evonik. So gelingt es uns, neue Lösungen für Lacke zu entwickeln, die Schiffe vor Bewuchs schützen – und zwar ohne die Organismen direkt anzugreifen“, sagt Silber.

Bei der Entwicklung ihrer Innovation sind die Forscher auf einem guten Weg: Feldtests unter Realbedingungen haben die grundsätzliche Wirksamkeit der neuen Hybridsysteme bereits bewiesen. Nun arbeiten die Forscher gemeinsam mit Kunden aus der Lackindustrie an darauf basierenden Beschichtungen. Sie sind zuversichtlich, dass sie künftig auch die Zeitspanne zwischen zwei Neubeschichtungen erweitern können. Damit wären Reedereien in der Lage, neben den negativen Auswirkungen des Biofoulings wie höherem Kraftstoffverbrauch auch die Kosten für die Instandsetzung zu reduzieren. 

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige

Effizienz und Leistung

Die neue Pioneer mit vielen Funktionen zum intelligenten Betrieb in Ihrem Labor. Mit antistatischem Stab zur Erdung. Weitere Informationen über die Waagen Pioneer PX

 

mehr...
Anzeige
Anzeige

Highlight der Woche

Quadrupol-Massenspektrometer PrismaPro®
Mit dem PrismaPro bietet Pfeiffer Vacuum ein Quadrupol-Massenspektrometer für die qualitative und quantitative Gasanalyse sowie zur Lecksuche an.

Zum Highlight der Woche...