Umweltfreundliches Design superhydrophober Nano-Magnetit/Silikon-Systeme
Studie beschäftigt sich mit maritimen Fouling-Release-Beschichtungen und zeigt auf, wie die Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaft das biologische Antihaft- und FR-Leistungsvermögen verbessern kann.
Vorteile der Nanomaterialwissenschaften werden mit der Entwicklung von Herstellungsmethoden in Bezug auf Energieersparnis, Umweltfreundlichkeit und geringer Kosten assoziiert. Selbstreinigende Nanobeschichtungen mit Fouling-Release-Mechanismen (FR) wurden aufgrund ihrer Vorteile in Bezug auf Antihaft-, nicht auswaschende, ökologische und ökonomische Eigenschaften ausgiebig erforscht. Nachfolgend wurde eine Serie selbstreinigender Technologien modelliert, indem Mischungen aus Elastomer-Siloxan-Polymer/Nano-Magnetit benutzt wurden. Die Nanokompositsysteme sind dynamische Antihaftoberflächen und halten jeglichen Fouling-Ansatz durch physikalische Antihaftung ab.
Eine Serie superhydrophober Nanosysteme wurde durch Solution Casting synthetisiert, bei der verschiedene Konzentrationen aus Nano-Magnetit-Füllstoffen benutzt wurden. Die Verundstoffe wurden in linearer ἀ,ὼ-dihydroxy polydimethylsiloxane (PDMS) dispergiert. Benetzbarkeits-Eigenschaften wie Hydrophobie, Rauigkeit und freie Energie wurde mithilfe von Kontaktwinkelanalyse, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Atomkraft-Mikroskopie und Röntgen-Photoelektronenspektroskopie untersucht, um selbstreinigende und FR-Eigenschaften zu evaluieren.
Verbesserung der Anti-Korrosions-Eigenschaften
Die Studie zeigt auf, wie die Beziehung zwischen Struktur und Eigenschaft das biologische Antihaft- und FR-Leistungsvermögen verbessern kann. Die uniforme Distribution der Nano-Magnetit-Partikel verbesserte ihre wasserabweisende Wirkung, Glätte und biologische Inaktivität. Die Partikel zeigten auch einen hohen statischen Kontaktwinkel bei etwa 153° ± 2° und niedrige freie Energie mit Lotuseffekt. Die Volumeneigenschaften und die Haltbarkeit sowie die Anti-Korrosions-Eigenschaften wurden verbessert.
Die PDMS-/Magnetit-Nanomodelle bieten zahlreiche Vorteile, etwa Einfachheit, Ungiftigkeit, ökologische Nachhaltigkeit, kommerzielle Realisierbarkeit, niedriger Kraftstoffverbrauch und wünschenswerte selbstreinigende Oberflächen mit strapazierfähigen Eigenschaften.
Mehr zur Studie lesen Sie in: Progress in Organic Coatings Volume 116, March 2018, Pages 21-34.
Buchtipp:
Einen Überblick über das Thema Biozide bietet das 2017 erschienene englischsprachige Buch Microbicides in Coatings. Das Buch liefert einen umfassenden Überblick über Wirkmechanismen von Anti-Fouling Beschichtungen sowie deren Anwendungsfeldern.