Polymerní nanokompozitní povlaky na bázi grafenu slibují zajištění odolné ochrany lodí a podmořské infrastruktury bez zátěže pro životní prostředí.
Biologické znečištění na lodích je problém. Ale možná se objeví nová a ekologičtější metoda, jak se ho zbavit. Tyto povrchy nebyly ničím ošetřeny © Michael Kelly / NTNU
Biofouling neboli biologické znečištění trupu představuje problém, který dobře znají majitelé lodí i celý námořní průmysl. Pod hladinou se na lodích usazují mikroorganismy, řasy, měkkýši a další organismy. Svou přítomností zvyšují odpor vody, a tím i spotřebu paliva i náklady na údržbu. Majitelé proto v mnoha případech každoročně vytahují lodě z vody a jejich trupy čistí.
Jak uvádí Michael Kelly z výzkumné skupiny FACET (functional materials and materials chemistry) na Norské univerzitě vědy a techniky (NTNU), tradičním způsobem odstraňování těchto organismů je používání toxických látek, biocidů. To ovšem negativně ovlivňuje životní prostředí a jejich využívání by bylo dobré omezit. Kelly proto hledal šetrnější alternativu k biocidům v podobě polymerních nanokompozitních povlaků na bázi grafenu čili 2D materiálu, který tvoří jediná vrstva atomů uhlíku.
Kelly zkoumal směsi grafenu, oxidu grafenu a nanočástic oxidů kovů s epoxidy a silikonem. Cílem bylo zjistit, zda tyto materiály mohou zabránit usazování organismů a tvorbě biofilmu v laboratoři i přímo v moři. Výsledky ukázaly, že grafenové nanomateriály působí proti biofoulingu především fyzikálně. Při kontaktu s povrchem totiž poškozují buňky, místo aby je likvidovaly chemickou toxicitou.
Badatel rovněž testoval různé epoxidové směsi a plniva na bázi oxidu grafenu, aby zvýšil pevnost a životnost povlaků. Výsledky jsou podle něj slibné. Grafenové povlaky by mohly nabídnout odolnou ochranu lodí i podmořské infrastruktury, aniž by přitom zatěžovaly životní prostředí v míře typické pro tradiční biocidy.