Antifouling-Wirkung von Polymerbeschichtungen mit SeNPs-beladenem SiO2(rh)-PHMG-Komposit als antimikrobielles Mittel
Forschende fanden heraus, dass der Einsatz von mit SeNPs-beladenem SiO2(rh)-PHMG-Komposit in Polymerbeschichtungen die Widerstandsfähigkeit gegenüber Fouling um das das Zwei- bis Fünffache erhöhen kann.
Kieselsäure aus Reishülsen [SiO2(rh)] wurde als mineralische Basis für die sequenzielle Beladung mit biogenen Selen-Nanopartikeln (SeNPs) und Polyhexamethylenguanidinhydrochlorid (PHMG) verwendet. Als Ergebnis wurde ein Füllstoff für Polymerbeschichtungen mit einem breiten Spektrum an Antifouling-Wirkung erhalten. Der komplexe Füllstoff wurde durch Rasterelektronenmikroskopie, energiedispersive Röntgenanalyse und Transmissionselektronenmikroskopie charakterisiert. Der Füllstoff wurde in Epoxid- (EP), Polydimethylsiloxan- (PDMS) und Epoxysiloxan- (EP-PDMS) Polymermatrizen mit 3 Gew.-% und 5 Gew.-% eingebracht, um ihre Antifouling-Leistung und ihre Auswirkungen auf die Haltbarkeitseigenschaften von Beschichtungen zu bewerten.
Lesetipp: Lacksysteme
Die Nanotechnologie hat mittlerweile in vielen Bereichen einen besonderen Stellenwert eingenommen. Erhalten Sie dank zahlreicher Beispiele einen Überblick über alle wichtigen Felder der chemischen Nanotechnologie – vom Rohstoff bis zu nanobasierten Beschichtungen. Schritt für Schritt werden in „Silicium- und Nanotechnologie für Lacksysteme“ Grundlagen vermittelt sowie die Synthese und Polymerchemie, die Herstellung von Nanomaterialien und Beschichtungssystemen beschrieben und deren Anwendungsfelder ausführlich vorgestellt
Die Beschichtungen wurden unter anderem anhand des Wasserkontaktwinkels, der freien Oberflächenenergie, der Adhäsionsstärke von Pseudo-Seepocken und des Elastizitätsmoduls charakterisiert. Die antimikrobiellen Eigenschaften der vorbereiteten Proben wurden in vitro mit Staphylococcus aureus und Candida albicans bewertet. Die Antifouling-Eigenschaften wurden in Feldversuchen über einen Zeitraum von 7 Monaten bewertet. Durch die Einarbeitung eines komplexen Füllstoffs aus SeNP und PHMG konnte die Beschichtungsbeständigkeit gegen Bewuchs um das 2- bis 5-Fache erhöht werden. Die besten Ergebnisse wurden für die EP-PDMS-Probe mit 5 Gew.-% SiO2(rh)-SeNPs-PHMG beobachtet, die sich durch niedrige Werte der freien Oberflächenenergie (10,3 mN/m) und der Pseudo-Seepocken-Adhäsionsfestigkeit (0,32 MPa) sowie eine akzeptable Freisetzungsrate von bioziden Komponenten auszeichnet. Die Ergebnisse deuten auf eine vielversprechende Verwendung des neuen Füllstoffs für die Entwicklung wirksamer Antifouling-Beschichtungen hin.
Quelle: Journal of Coatings Technology and Research, Band 21, Seiten 1467–1482, (2024)