生物淤积问题长期困扰着全球航运公司:微生物在船体上栖息,这类“生物淤积”不断增长,将使光滑的船体表面变得粗糙不堪,船体在水中行驶时摩擦力变大,从而降低船舶的航行速度。船舶为保持航行速度需要更多的动力,这不仅会增加燃料费用,还会增加全球海洋的二氧化碳排放量。
据了解,海运约占全球货运量的90%。根据国际海事组织的预测,每年由生物淤积造成的支出高达数十亿美元。目前市面上的解决方案是在船体涂漆中加入有毒成分而杀死水中的生物,但这些物质会最终流入海洋生态,从而威胁环境。
而最近,赢创的智能表面解决方案技术中心正致力于研发一种新型环保涂料,处理生物淤积问题。这种涂料将能迷惑生物,使船体对微生物“隐形”,让其将眼前的船体误认为海水,不再试图在船上栖息,从而使船体免受生物膜、藻类、贝类生物的侵扰;同时这种涂料无毒无害,不会危害海洋生态。
在这种新型环保涂料中,科学家们将疏水有机硅和亲水聚合物进行结合,形成两亲聚合物,亲水区和疏水区周期性交替呈现。亲水区能将水引到船体,在聚合物周围形成水外壳,使船体对微生物“隐形”。与疏水区的不断变换可以进一步迷惑微生物,让它们无法清楚辨认船体表面,也无法从海水中清楚辨认出船体。
如果微生物仍在船体上栖息了,这时疏水区的抗黏附作用会开启第二道防线:有机硅杂化树脂可确保微生物难以在船体上落脚。这种有机硅树脂具有超低表面张力与极其光滑的表面,材料的这种性质使其表面极易清洁。这样,微生物无法牢固地附着在船体上,那些侥幸在船体上停留的微生物即使在船舶低速航行时,也会被水流冲走。
目前研发人员已经取得了积极进展,这种概念涂料产品在经过真实条件下的实地测试后,已证实具有防止海水中微生物聚集的作用。
目前,科学家正与涂料厂商开展合作,共同研发这一全新体系的涂料产品。相信在不久的将来,航运成本将因为这种涂料的诞生而大幅降低。