Antifouling: Forscher entwickeln neuartige Rumpf-Beschichtung – Luft statt Chemie

Hülle aus Luft

Antifouling, Beschichtung, Luft,

Das Projekt ARES © BMBF

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Forschern des Projekts „Air-Retaining Surfaces“ (ARES) gelang es, unter Wasser lufthaltende Oberflächen zu entwickeln, die Schiffe zukünftig vor Reibung, Korrosion und Biobewuchs schützen könnten. Dafür wurden sie nun vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ausgezeichnet.

Reibung, Korrosion und Bewuchs mit Meeresorganismen gehören wohl zu den größten Problemen, wenn es um Schiffsrümpfe geht. Um diese zu lösen, erforscht ein Kooperationsprojekt des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universitäten Bonn und Rostock schon seit einiger Zeit neuartige Schiffsbeschichtungen.

Antifouling, Ersatz, Rumpfbeschichtung

Mal wieder bei der Natur abgeguckt © BMBF

Und tatsächlich machten die teilnehmenden Wissenschaftler dabei eine bahnbrechende Entdeckung: Eine der Natur nachempfundene, also biomimetische Oberfläche, die unter Wasser permanent Luft hält, könnte helfen, gleich alle drei Probleme erheblich zu verringern. Um so zum Beispiel giftige Anstriche überflüssig zu machen. Luft statt Chemie also.

Pflanzen, die unter Wasser atmen

Schlüssel ist der sogenannte Salvinia-Effekt, der von dem Physiker Thomas Schimmel vom KIT und dem Botaniker Wilhelm Barthlott von der Universität Bonn in enger Zusammenarbeit mit dem Strömungsmechaniker Alfred Leder von der Universität Rostock erforscht wurde. Dieser ist nach der Salvinia molesta, zu Deutsch: Lästiger Schwimmfarn, benannt. Die Wasserpflanze kann nämlich dank einer selbst gebildeten Luftschicht unter Wasser atmen. Und das funktioniert so: Ihre besonderen schneebesenähnlichen Haare sind einerseits wasserabstoßend, besitzen jedoch zudem eine wasseranziehende Spitze, die am Wasser haftet und so die eingeschlossene Luftschicht dauerhaft stabilisiert.

Antifouling, Ersatz, Rumpfbeschichtung

Nie wieder Antifouling-Anstrich ? © erbar

Die Forscher des Projektes ARES nahmen dieses Prinzip einfach als Vorbild. „Nachdem wir den Salvinia-Effekt verstanden hatten“, so wird Koordinator Thomas Schimmel auf der Webseite des KIT zitiert, „erkannten wir das enorme ökonomische und ökologische Potenzial einer technischen Umsetzung. Wir entwickelten künstliche Oberflächen, die eine solche Luftschicht unter Wasser halten. Frühe Prototypen, die wir vor mehr als fünf Jahren unter Wasser gesetzt haben, sind immer noch mit einer dauerhaften Luftschicht bedeckt.“

Für die Schifffahrt birgt die neue umweltfreundliche AirCoating-Technologie enorme Potenziale. Auf Grundlage der Technologie sollen nun bionische Beschichtungen entstehen, die Schiffsrümpfe mit einer Schmierschicht aus Luft umhüllen und so einen Kontakt zwischen Schiff und Wasser verhindern. Solche Schichten würden zum einen die Basis für ein umweltfreundliches Antifouling liefern und Korrosionsschutz bieten, zum anderen aber auch Reibungen um etwa 20 Prozent reduzieren und dadurch den Ausstoß von schädlichen Abgasen verringern.

Innovative Oberflächen für mehr Energieeffizienz

Denn jeder weiß: Je besser Schiffe durchs Wasser gleiten, desto weniger Treibstoff verbrauchen sie. „Die innovativen Oberflächen“, erklärte Schimmel, der am Institut für Angewandte Physik (APH), am Institut für Nanotechnologie (INT) sowie am Materialwissenschaftlichen Zentrum für Energiesysteme (MZE) des KIT tätig ist, „könnten damit zukünftig für eine Steigerung der Energieeffizienz sorgen und einen wichtigen Beitrag für unsere Umwelt leisten.“

Antifouling, Ersatz, Rumpfbeschichtung

Der Natur nachgeahmte komplexe Strukturen halten Luft auch unter Wasser fest. © Schimmel/KIT

Wegen des enormen Nutzens, den die Erkenntnisse in der Anwendung vor allem in Sachen Umweltschutz bringen können, wurde das Projekt ARES am 26. März 2019 mit dem ersten Preis des Validierungspreises des BMBF ausgezeichnet.

Bald auf Folien

Derzeit wird die AirCoating-Technologie bereits weiterentwickelt: Im EU-Projekt AIRCOAT, das Thomas Schimmel ebenfalls wissenschaftlich koordiniert, setzen die Partner die gewonnenen Erkenntnisse in ein selbstklebendes Foliensystem um, das auf dem Schiffrumpf angebracht können werden soll.

Antifouling, Ersatz, Rumpfbeschichtung

Bewuchs am Rumpf? Könnte bald Vergangenheit sein © BMBF

Ein Kommentar „Antifouling: Forscher entwickeln neuartige Rumpf-Beschichtung – Luft statt Chemie“

  1. avatar addi sagt:

    Da kann man nur die Daumen drücken und hoffen, dass es funktioniert

    Like or Dislike: Daumen hoch 1 Daumen runter 0

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