Новый морской противообрастающий состав, разработанный исследовательской группой Южно-Китайского технологического университета, достиг крупномасштабного коммерческого применения в ряде отраслей, включая судостроение и техническое обслуживание, платформы по выработке энергии волн, подводные центры обработки данных и морские фермы.

Как сообщил Чжан Гуанчжао, профессор Школы материаловедения и инженерии университета и руководитель команды по морской науке и инженерии, это покрытие играет все более важную роль в продвижении высококачественного развития океанической экономики.

В отличие от традиционных противообрастающих продуктов, которые в значительной степени зависят от токсичных биоцидных веществ для отпугивания морских организмов, новое покрытие предотвращает прикрепление и колонизацию обрастателей за счет динамического обновления поверхности. В его основе лежат контролируемо разлагаемые полимерные материалы, включая polyester-polyurethane и polyester-polyacrylate.

В морской среде морская вода постепенно гидролизует эфирные группы внутри полимера, вызывая последовательное, контролируемое послойное разложение. Это создает непрерывно обновляющуюся поверхность, которая не позволяет обрастающим организмам — таким как водоросли и морские желуди — формировать устойчивое прикрепление, обеспечивая долговечные и эффективные противообрастающие свойства.

«Покрытие использует полностью контролируемые разлагаемые полимерные структуры, которые распадаются в морской воде на безвредные малые молекулы и полностью исключают накопление микропластика», — пояснил Чжан.

Чтобы дополнительно повысить эффективность против обрастания, команда Чжана включила в полимерную систему ингредиенты против обрастания на основе природных веществ, следуя экологически инновационной философии развития «derive from the ocean, apply to the ocean», сказал он. «По сравнению с обычными покрытиями эта новая формула исключает использование тяжелометаллических биоцидов, отличается экологически совместимой системой и не оказывает негативного воздействия на морские экосистемы», — добавил он.

Наблюдения показали, что каждый раз, когда обрастающие организмы пытались закрепиться, постоянно обновляющаяся подложка едва заметно изменялась в реальном времени, делая устойчивое биологическое прикрепление невозможным.

За счет точной настройки скорости обновления поверхности разлагаемых полимеров команда Чжана добилась длительного экологически безопасного противообрастающего эффекта, пригодного для широкого применения в морском инжиниринге.

Обычные смолы, используемые в противообрастающих покрытиях для морского оборудования, не разлагаются и несут потенциальные риски загрязнения микропластиком. Кроме того, такие покрытия выделяют высокие уровни тяжелометаллических биоцидов против обрастания, что серьезно нарушает морские экосистемы.

По словам Чжана, морское биообрастание остается глобальным узким местом, ограничивающим развитие морской экономики и экологическое управление. Морские желуди, водоросли и устрицы легко прикрепляются к подводным конструкциям, таким как корпуса судов, гребные винты и клетки морских ферм. По мере накопления обрастания дополнительный вес в крайних случаях может достигать десятков килограммов на квадратный метр. Биообрастание, которое нередко называют «marine psoriasis», значительно увеличивает сопротивление судна и расход топлива, повышая эксплуатационные расходы во всей морской отрасли. Оно также ускоряет коррозию оборудования и сокращает срок его службы.

На протяжении десятилетий Китай не располагал независимыми правами интеллектуальной собственности и ключевыми производственными технологиями для высококачественных полимерных смол. В результате внутренний рынок морских противообрастающих покрытий долгое время контролировался иностранными поставщиками, при этом 95 percent domestic market зависел от импорта. Этот технологический разрыв долгое время сдерживал модернизацию и развитие китайской отрасли морского оборудования.

Официальные данные показывают, что морское биообрастание ежегодно приносит почти $50 billion экономических потерь в мире, а на Китай приходится около $15 billion от этой суммы, сказал Чжан.

Исследовательская группа Чжана сотрудничает с несколькими отечественными предприятиями, чтобы нарастить производство нового экологичного морского покрытия и удовлетворить растущий рыночный спрос. В настоящее время годовая производственная мощность нового покрытия составляет 5,000 to 6,000 metric tons. Оно уже широко применяется в океанском судоходстве, морских энергетических объектах, офшорной коммуникационной инфраструктуре и на морских фермах.

К числу ключевых отечественных конечных потребителей относятся COSCO Shipping, China State Shipbuilding Corporation, China National Offshore Oil Corporation и LESSO, global manufacturer of piping and building materials.

Source: China Daily
tweet

Share