Et forskerteam ved Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) fra det kinesiske videnskabsakademi har udviklet en ny nedbrydelig silikone-hydrogelbelægning, der leverer imponerende synergistiske anti-biofouling-præstationer til marine anvendelser. Undersøgelsen blev offentliggjort i Lille.
Marine ingeniørudstyr og infrastruktur under vand står over for alvorlige udfordringer fra mikrobiel begroing, hvilket fører til nedbrydning af ydelser, øgede vedligeholdelsesomkostninger og potentielle sikkerhedsfarer.
Traditionelle antifouling -teknologier involverer meget giftige biocider, hvilket ofte udløser alvorlig økologisk forurening. Aktuelle miljøvenlige alternativer, såsom hydrogeler og siliconer, kæmper stadig med dårlig antifoulingseffektivitet og begrænset holdbarhed.
For at løse dette problem kombinerede forskerne en let sol-gel-metode med Schiff-basekemi, opnåelse af selektiv copolymerisation af hydrofile monomerer, fleksible hydrofobe monomerer, antimikrobielle monomerer og nedbrydelige monomerer.
Den udviklede silikone-hydrogel hybrid antifouling belægning muliggør en fire-dimensionel beskyttelsesmekanisme, herunder begroing frigivelse, modstand, drab og selvfornyende overflade. Desuden demonstrerede det kontrolleret nedbrydelighed og enestående fleksibilitet med en hårdhed på 0,135.
Den optimerede belægning har opnået enestående bakteriedræbende effektivitet med en bakteriel udryddelseseffektivitet på 98,8% og en anti-adhæsionshastighed på 99,8%.
“Relevante tests bekræfter, at denne innovative belægning kombinerer både høj effektivitet og enestående levetid i marin biofouling,” sagde Dr. Yan Minglong, første forfatter af undersøgelsen. “Den 5,5-årige teoretiske levetid ved 200 μm tykkelse markerer en stor fremgang i forhold til eksisterende løsninger.”
Dette nye forebyggelsesparadigme giver kritisk teknisk support til bæredygtig udvikling af marine udstyr og medicinsk udstyr.