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Von Forschern entwickelt

Superglatte Folie hält Seepocken von Schiffsrümpfen fern

Dennis Petersen, Biologe bei dem Institut für Zoologie an der Uni Kiel, zeigt eine von ihm mitentwickelte Folie. Die Folie ist zu glatt für Muscheln oder Seepocken und könnte somit das Anhaften am Schiffsrumpf verhindern.

Dennis Petersen, Biologe bei dem Institut für Zoologie an der Uni Kiel, zeigt eine von ihm mitentwickelte Folie. Die Folie ist zu glatt für Muscheln oder Seepocken und könnte somit das Anhaften am Schiffsrumpf verhindern.

Kiel/Rostock.Ein erster Praxistest der Beschichtung an vier Segeljachten des Kieler Yachtclubs verlief nach Angaben der Christian-Albrechts-Universität (CAU) erfolgreich: Nach einer Saison waren keine Seepocken oder Muscheln auf der neuen Beschichtung zu finden. Die Wissenschaftler veröffentlichten die Ergebnisse ihrer Studie jetzt in der internationalen Fachzeitschrift „Journal of The Royal Society Interface“.

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Haftung ist ein wichtiger Effekt in der Natur. Seepocken und Muscheln nutzen spezielle Klebstoffe, um sich an natürlichen beziehungsweise vom Menschen hergestellten Oberflächen wie Schiffsrümpfen oder Offshore-Anlagen dauerhaft anzusiedeln. Dabei können sie auf lange Sicht diese Oberflächen beschädigen.

Keine Giftstoffe mehr nötig

Der zusätzliche Widerstand unter Wasser macht die Schiffe schwerfälliger und erhöht den Treibstoffverbrauch um bis zu 40 Prozent. Mit speziellen Anstrichen kämpft die Branche daher gegen die unerwünschten Mitfahrer an. Das Problem: Die konventionellen Methoden, Schiffsrümpfe gegen den Bewuchs zu schützen, sind häufig mit umweltschädigenden Giftstoffen verbunden.

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„Unsere Forschung zeigt, dass Klebstoffe von Organismen, die unter Wasser siedeln, Haftung auf fast jedem Untergrund ermöglichen“, sagt der Autor der Studie, Dennis Petersen vom Institut für Zoologie an der Universität Kiel. Ursache dafür sei die komplexe chemische Zusammensetzung dieser Klebstoffe. Petersen: „Ziel unserer Untersuchungen war es deshalb, eine möglichst universelle Oberfläche zu entwickeln, die basierend auf physikalischen Prinzipien ein dauerhaftes Haften der Organismen verhindert.“

Ähnlich wie Lotus-Effekt

Den Forschern gelang es, eine Beschichtung aus einem ungiftigen Silikon zu entwickeln, die eine neue pilzkopfähnliche Mikrostruktur aufweist. Ähnlich wie der Lotus-Effekt, der das Abperlen von Flüssigkeit auf glatten Oberflächen bewirkt, verhindert die Geometrie dieser neuen Struktur eine starke Klebeverbindung zwischen Seepocken oder Muscheln mit der neuen Beschichtung. „Mit unserer Entwicklung konnten wir einen großen Schritt in der Weiterentwicklung von neuen Materialien gehen, die entscheidend dazu beitragen können, Biofouling einzudämmen“, sagt der Studien-Co-Autor Lars Heepe.

Wissenschaft und Industrie forschen seit längerem an Möglichkeiten, den Bewuchs ohne giftige Farben, die oft sogenannte Biozide enthalten, von Schiffsrümpfen fernzuhalten. Diese chemischen oder biologischen Stoffe können die Umwelt schädigen.

Aida Cruises nutzt Spezialanstrich

Eine Methode, um Muscheln und Algen zu stoppen, sind silikonhaltige Antifouling-Methoden. Mit solchen Unterwasseranstrichen auf Silikonbasis sind etwa Kreuzfahrtschiffe der Rostocker Reederei Aida Cruises ausgestattet. Der verwendete Anstrich sei nach Unternehmensangaben „frei von umweltschädlichen Toxinen“. Auch werde dadurch die Reibung während der Fahrt und damit der Treibstoffverbrauch reduziert.

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Bei den Schiffen „Aidaperla“ und „Aidaprima“ setzt das Unternehmen zudem auf eine Art Luftmantel an den Rümpfen. Die Schiffe fahren somit auf einem Teppich aus Luftblasen, was erstens die Reibung erheblich verringert und zugleich unerwünschten Bewuchs verhindert.

Diese Ziele verfolgt auch das Projekt Aircoat (englisch: Luftmantel) des Fraunhofer-Centers für Maritime Logistik und Dienstleistungen (CML) in Hamburg. Die nach eigenen Worten „bahnbrechende Technologie“ basiert auf dem sogenannten Salvinia-Effekt, bei dem künstliche Oberflächen unter Wasser von einer Luftschicht bedeckt sind.

Axel Meyer und Wolfgang Runge

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