Biofouling ist eine Herausforderung für Unterwassersensoren, insbesondere für die langfristige In-situ-Überwachung in Meeresumgebungen. Biofouling auf In-situ-Sensoroberflächen kann ihre Betriebslebensdauer verkürzen, die Wartungskosten und -häufigkeit erhöhen und zu Signaldrift und Datenfehlern führen.
Naturprodukte mit Antifouling-Eigenschaften sind vielversprechende Quellen für umweltfreundliche Antifouling-Mittel. Die meisten Studien verwenden jedoch nur Labortests, um die Antifouling-Wirksamkeit von Naturprodukten zu bewerten.
Kürzlich haben Forscher des Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Xiamen University herausgefunden, dass Camptothecin (CPT) eine wirksame Antifouling-Aktivität und eine geringere Toxizität in Meerwasser aufweist.
Ihre Studie wurde veröffentlicht in International Biodeterioration & Biodegradation am 18. März.
Die Studie zeigte eine signifikant geringere Makrofouling-Abdeckung auf mit der CPT-basierten Farbe gestrichenen Bereichen im Vergleich zu den ungestrichenen Bereichen in sechs Materialien über neun Monate Eintauchen in Meerwasser.
Die getesteten Platten wurden aus sechs verschiedenen Materialien hergestellt, darunter drei Metalle (Edelstahl 316 L, Titanlegierung TC4 und Aluminiumlegierung 7075) und drei Kunststoffe (Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid und Teflon). Diese Materialien werden häufig zum Bau von Gehäusen für Unterwassersensoren verwendet.
Die Forscher hängten diese Platten seit dem 7. Juli 2019 unter einem schwimmenden Floß in der Bucht von Xiamen, China, neun Monate lang in einer Tiefe von 1 m in Meerwasser.
Nach neun Monaten Eintauchen zeigte die Farbe auf CPT-Basis eine gute Antifouling-Leistung und reduzierte Biofouling um 73,33 % bis 96,41 % im Vergleich zu den ungestrichenen Kontrollbereichen (100 % Bedeckung). Insbesondere war das Antifouling von Kunststoffmaterial besser als das von Metallmaterial.
„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die CPT-basierte Farbe als potenzielle Lösung zur Kontrolle des Biobewuchses von Sensorgehäusen für langfristige In-situ-Anwendungen in Meeresumgebungen verwendet werden könnte“, sagte Prof. Feng Danqing, einer der korrespondierenden Autoren dieser Studie .
Darüber hinaus hatte das Team seit dem 22. Juni 2020 auch drei Unterwassersensoren unter einer festgemachten Oberflächenbojenplattform in Daya Bay, Shenzhen, China, eingesetzt. Nach vier Monaten des Einsatzes unter einer Oberflächenboje in der Meeresumwelt blieben die Sensoren immer noch sauber .
„Es ist erwähnenswert, dass die Farbe auf CPT-Basis auch ein großes Potenzial für andere künstliche Unterwasserstrukturen in der Meeresumwelt hat, wie Schiffsrümpfe, Ölplattformen und Aquakulturanlagen“, sagte Prof. Li Jianping, der andere korrespondierende Autor der Studie.
Huan-Huan Hao et al, Seeversuchsforschung zu Antifouling-Farben auf Naturproduktbasis, die auf verschiedene Gehäusematerialien für Unterwassersensoren aufgetragen werden, International Biodeterioration & Biodegradation (2022). DOI: 10.1016/j.ibiod.2022.105400