Raport

Nanostruktury w walce z porostami

O ile ostatni przykład brzmi dosyć futurystycznie, o tyle antyfulingowe (przeciwporostowe) właściwości nanopowłok z powodzeniem mogą zostać wykorzystane już dziś. W przemyśle morskim namnażanie organizmów wodnych na kadłubach statków i elementach konstrukcji morskich jest bowiem powszechnym problemem sprzyjającym korozji zaatakowanych fragmentów. Dawniej walczono z nim przy wykorzystaniu tzw. biocydów na bazie miedzi lub cyny, które powoli rozpuszczały się w wodzie, zapobiegając rozwojowi mikroorganizmów. Liczne badania dowiodły jednak, że biocydy są także bardzo szkodliwe dla całego ekosystemu wodnego (więcej na ten temat w numerze 1/2020 „Lakiernictwa Przemysłowego”).
Choć biocydy formalnie zostały zakazane już na początku obecnego stulecia, nadal są powszechnie stosowane – a to ze względu na fakt, że rynek ich ekwiwalentów wciąż znajduje się we wczesnej fazie rozwoju. Najpowszechniejszą alternatywę dla nich stanowią powłoki na bazie silikonu i teflonu, które dzięki dużemu poślizgowi utrudniają organizmom wodnym przyczepianie się do podłoża. Ale naukowcy wciąż pracują także nad bardziej ekologicznymi i innowacyjnymi rozwiązaniami, takimi jak powłoki bioniczne wzorowane na skórze rekina, które składają się z wielu warstw nanopłytek układających się jedne na drugich na podobieństwo dachówek.

Jeszcze inne rozwiązanie zaproponowali jakiś czas temu naukowcy z Omanu i Szwecji. Wspólnie opracowali oni hybrydową nanopowłokę składającą się z nanocząsteczek chitozanu (naturalnego polimeru na bazie chityny) i tlenku cynku. Badania dowiodły, że pod względem właściwości znacznie przewyższa ona stosowane dotąd powłoki chitozanowe.

Powłoki rodem ze sciencefiction

Rozwój rynku farb i powłok na bazie nanocząsteczek jest tyleż prężny, co i nieprzewidywalny. Niemal z każdym dniem powstają nowe projekty i raporty z badań, które za kilka lat mogą całkowicie odmienić obraz całej branży. Dlatego prognozy dotyczące kierunków owego rozwoju są wyjątkowo oszczędne. W końcu to, co wczoraj jeszcze wydawało się niemożliwe, jutro może przyjąć całkiem realną formę. Przykład? Powłoka nanoceramiczna, która pod wpływem radioaktywnego promieniowania… wzmacnia się, jeszcze lepiej chroniąc reaktor atomowy przed korozją. Materiał opracowali badacze z Włoskiego Instytutu Technologicznego w Mediolanie: ich powłoka na bazie tlenku glinu jest pierwszym materiałem, który pozytywnie reaguje na promieniowanie radioaktywne, a tym samym może zrewolucjonizować sektor energii atomowej. Od początku boryka się on bowiem z problemem niedostatecznego chłodzenia reaktorów, co wymusza wtórne ograniczenie ich mocy. Podstawowym medium chłodzącym jest tutaj woda, która jest w stanie efektywnie chłodzić reaktor tylko do określonej temperatury jądra. Alternatywą są sód czy ołów, które co prawda pracują efektywnie w wyższych temperaturach, ale z kolei sprzyjają korozji reaktora. Dzięki nowej powłoce problem ten może wkrótce doczekać się rozwiązania.

Podobnie rewolucyjnie brzmią doniesienia z Instytutu Maxa Plancka, który od lat pracuje nad stworzeniem powłoki antykorozyjnej o zdolnościach regeneracyjnych – na podobieństwo ludzkiej skóry. Mechanizm działa w oparciu o dwie grupy nanocząsteczek uformowanych w polianinowe nanokapsułki: pierwsze zawierają środek antykorozyjny, a drugie – substancję inicjującą polimeryzację. Spadek potencjału elektrochemicznego materiału, informujący o uruchomieniu procesu korozji, jest jednocześnie sygnałem do podjęcia kroków zaradczych, tj. uwolnienia środka antykorozyjnego. Ponowny wzrost potencjału inicjuje z kolei proces naprawy powłoki przez uwolnienie środka polimeryzującego. Na razie oba rodzaje nanokapsułek testowane były oddzielnie. Teraz badacze chcą je połączyć w jednej powłoce i zbadać, jak będą na siebie wzajemnie oddziaływały. Jeśli wszystko się uda, możemy stać się świadkami końca ery korozji. Bo początek ery nanopowłok mamy już zdecydowanie za sobą.                 

Agata Świderska
agata.swiderska@lakiernictwo.net