Bionik Algenvorbild schützt Schiffsrümpfe

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Maren Emmerich

Das Problem existiert, seit die Menschen zur See fahren: Bakterien, Algen und kleine Meerestiere lagern sich auf Schiffsrümpfen ab, was im Wasser den Fahrtwiderstand und damit die benötigte Antriebsenergie erhöht. Es stehen zwar Schutzlacke auf der Basis von Kupfer- und Zinnverbindungen zur Verfügung. Doch diese sind meist sehr toxisch und bedrohen die Meeresfauna. Mainzer Chemiker um Wolfgang Tremel haben nun eine umweltfreundlichere Lösungsstrategie für das Fouling-Problem entwickelt. Dabei schauten sie sich bei marinen Algen ab, wie diese enzymatisch gegen Mikroorganismen vorgehen.

Kampf gegen Biofouling

Die Waffen der Algen sind die Haloperoxidasen. Diese Enzyme nutzen Bestandteile des Meerwassers aus, um Bakterien auszuschalten. Tremel und Kollegen gelang es jetzt, diesen Prozess chemisch nachzuahmen. So stellen die Haloperoxidasen der Algen aus im Meerwasser enthaltenen Bromidionen und Wasserstoffperoxid hypobromige Säure her. Aus hypobromiger Säure kann reaktiver Singulett-Sauerstoff freigesetzt werden; beide Moleküle sind für viele Mikroorganismen toxisch.

Die Mainzer Chemiker haben nun herausgefunden, dass Nanopartikel aus Vanadiumpentoxid (V2O5) ähnlich wirken wie natürlich vorkommende Haloperoxidasen, die für ihre Funktion ebenfalls Vanadium benötigen. Sie konnten zeigen, dass die Vanadiumpentoxid-Partikel sowohl unter Laborbedingungen als auch in natürlichem Meerwasser die Entstehung von hypobromiger Säure und Singulett-Sauerstoff fördern. Stahlplättchen, die sie einmal mit und einmal ohne Beschichtung mit V2O5-Partikeln für 60 Tage im Meer beließen, demonstrierten, dass das Vanadiumpentoxid effektiv vor mikrobiellem Bewuchs schützt. Für Krebslarven der Spezies Artemia franciscana, einem Modellorganismen für Toxizitätsstudien, erwiesen sich die V2O5-Partikel im Vergleich zu den in Schiffslacken üblichen Zinn- und Kupferverbindungen als deutlich weniger toxisch.

Aus diesem Grund sieht Tremel Schiffsanstriche auf der Basis von V2O5-Nanopartikeln als mögliche Alternative zu konventionellen chemischen Bioziden: "Wir haben hier eine umweltverträgliche Komponente für eine neue Generation von Antifouling-Farben, die das natürliche Verteidigungssystem mariner Organismen nutzen."

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Über g.goettling

1953 das Licht der Welt in Stuttgart erblickt bis 1962 Stuttgart ab 1963 bis 1970 Bayerrn ( genauer Mittelfranken Lauf/Peg.) Schule ab 1970 Norden Lehrjahre sind keine Herrenjahre Matrose HAPAG 1976 AK 19 86 AM FHSR ( heute STW 95 unbeschränkt) 1992 -1997 Staukoordinator Abteilungleiter Reedereien Rheintainer Transglobe 1997 - Schleusenmeister, den es immer noch seefahrtsmässig in den Finger juckt, wenn er seine Kollegen fahren sieht, inzwischen auch wieder selbst fährt übergangsweise Fähre und ehrenamtlich Dampfschlepper Hamburger Hafen Museumshafen Övelgönne