Biofouling Savaşı
İnsanlar okyanusları yelkenlediği sürece, hulls'ta deniz büyümesi inatçı bir rakip oldu. Bu tür barnacles, algler, inceler ve diğer organizmalar - biyofouling olarak bilinen - muazzam sürüklenme, bir geminin hızını yüzde 40'a kadar azaltıp, kontrol edilmemiş olan hull'un maliyeti şaşırtıcı: Her yıl milyarlarca dolar, aşırı yakıtda, performans ve sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan gerçekleştirilen performans.
Anti-fouling kaplamaları, temel savunma hattıdır, organizmaların altmış yüzeylere bağlanmasını engellemek için tasarlanmıştır.On yıllardır, endüstri, tributyltin (TBT) gibi yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş
Marine Kaplama Teknolojisindeki Mevcut Ağrı Noktaları
Endüstrinin nereye gittiğini takdir etmek için, bugünkü tekliflerinin sınırlarını anlamamıza yardımcı olur. Önemli ilerlemeye rağmen, tek bir kaplama çözümü henüz tüm gemi türlerinde, işletim koşulları ve düzenleyici ortamlarda evrensel olarak etkili bir şekilde kanıtlanmamıştır.
Biosital Kaplamalardan Çevre Sonbahar
En etkili anti-fouling kaplamaları tarihsel olarak en toksik olmuştur. Tributyltin, bir kez altın standart, uluslararası Deniz Örgütü (IMO) tarafından 2008 yılında, mollusk popülasyonları ve diğer hedef dışı türler nedeniyle, bakır bazlı kaplama limanlarında ve marinalarda bir araya gelir, hassas deniz yaşamı zarar verir.
Kısa Servis Yaşam ve Maliyetli Uygulama Lisansları
Zaman içinde en iyi kaplamalar bile. Yüksek performanslı kendini korumak için kopolimer (SPC) kaplamalar, derin deniz gemisinde beş yıla kadar sürebilir, ancak bir konteyner gemisinde bir gün kiralanan veya sıcak sularda çalışan feribotlar genellikle daha sık bir yeniden dikmelere ihtiyaç duyar.Kapital-doktorun kaplama işlemi sadece kaplama için geçerli bir masraflar değil, aynı zamanda çalışma günlerinden tasarruf etmek için de garanti edilir.
Gemi-Specific Performance Variability
Yavaş hareket eden bir taş taşıyıcı için mükemmel bir şekilde çalışan bir kaplama, teknenin yelken açtığında bile ayak izini almayabilir. endüstri dinamik operasyonel profilleri ele almak için yeterince çok yönlüdür.Ayrıca, artan miktardaki artışlar (konuşturma sırasında) daha fazla zaman harcamak için daha fazla zaman harcamak için daha fazla zaman harcamak için daha fazla zaman harcamak için zor olabilir.
Yenilikler Yeniden Tanımlama Anti-Fouling Chemistry
Dünyadaki araştırma laboratuvarları şimdi “organizmanın” paradigmasının ötesine geçen yaklaşımlar test ediyor. Hedef, deniz hayatına karşı aktif olmayan yüzeyler yaratmak veya bu serbest bırakma eylemleri sadece bu yeniliklerin çoğu doğanın kendisinden ilham alıyor.
Biyomimetic Topograflar: The Shark Skin Etkisi
En umut verici avenues biri, fiziksel olarak çözülmeyi engelleyen yüzey dokularının tasarımıdır. Köpekbalığı ve diğer hızlı-swk balıkların derisi, bir elmas-patterned mikro-parçacıkların yapısı ve ölçekler, organizmaların bağlanmasını zorlaştırır.
Florida Üniversitesi gibi üniversitelerdeki son çalışmalar, bu yüzeylerin daha sert, daha dayanıklı yüzeylere kadar inşaatını azaltabileceğini göstermiştir.Ücretsiz yüzeylere kıyasla geleneksel foul-dönüşüm kaplamalarının aksine, silikon elastomerleri (bu kolayca hasar görebilir), biyo-inspired doku kaplamalar daha sert, daha dayanıklı yüzeylere kadar mühendisi olabilir.
Nanoteknoloji-Enhanced Surfaces
Nanomalzemeler yüzey kimyası ve yapısı üzerinde eşi benzeri görülmemiş bir kontrol sunar. Nanopartiküller, titanyum dioksit veya grafikte kaplama matriksleri, üreticiler de kumdan ve suda kimyasal olarak dirençli yüzeyler oluşturabilir.
Manchester Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, grafikte oksit kaplamalarının protein absürtünü azaltabileceğini gösterdiler (Beramografide ilk adım) %90'dan fazla bir süredir aktif olan mikropların üretimine devam ediyor - pasif, toksik olmayan temizlik mekanizmasıyla en iyi ve orta ölçekli denemeler, hatta hull alanlarının yakınında bile.
Kontrollü Konuşma Mekanizmaları ile Akıllı Kaplamalar
Belki de en futuristik konsept, sadece fouling basıncı tespit edildiğinde biyosideyi satan "akıllı" kaplamadır. Bu kaplamalar genellikle mikrokapsules veya hidrogels içerir ve pH değişiklikleri gibi çevresel cueslere cevap verir (çünkü sadece çevreleyen organizmaların metabolik aktivitelerinden dolayı), sıcaklık değişimleri veya hatta enzymatik sinyaller.Bir barnacle Larvalar tipik olarak ayrı yapıştırıcı proteinleri, yerel pH damlaları, kapsülü çözünerek, küçük, hedefli bir biyolojik biyolojik aktiviteye cevap verir - sadece çevre ekosistemi zarar vermeden yeniden inşa etmek için yeterlidir.
Bu yaklaşım, geleneksel kaplamalarla kıyaslanmış toplam biyoside yüklemeyi dramatik bir şekilde azaltmaktadır, bu da yüzeyde sürekli devlet konsantrasyonunu sağlamalı.A study published inurFLT:0)Marine Technology Society Journal) tarafından kullanılan bazı formülasyonlar, Baltık Denizi gibi hassas deniz ortamlarında bakır emisyonlarını kesebilir.
Biyo-Adhesive Degradasyon ve Enzymatik Kaplamalar
Bir başka zarif strateji, bu yapıştırıcıları form olarak sürekli olarak bozabilirse, organizma güvenli bir tutmaz ve prospektif enzimler gibi, biyofilm formunu bozmak için gerekli olan proteiniaceous yapıştırıcıları içerir.Ancak, bir kaplama bu yapıştırıcıları sürekli olarak suratabilir ve yıllarca boya matrixi tutabilir ve kolayca yıkanır.Encaplar ve glycosidas gibi, biyolojik film oluşumunu herhangi bir toksik yan etkiler olmadan bozmak için gerekli olan değişiklikleri ortaya koyar.
Deniz Endüstrisi için Tangible Faydaları
Biyokitler ve bu gelişmiş teknolojilere doğru hareket etmek sadece bir çevresel zorunluluk değildir; doğrudan filo operatörleri için alt çizgiyi geliştirir. Avantajları ölçülebilir ve çok yönlüdür.
Yakıt Tüketimi ve CO2 Emisyonlarda Derin Cuts
Uluslararası Deniz Örgütü, sera gazı emisyonlarını 2050 yılına kıyasla %50 oranında azaltmayı amaçlayan hırslı bir karbonizasyon hedeflerini belirledi. Küresel filoda% 10 oranında tasarruf miktarı - yılda on milyonlarca ton ağır yakıt tasarrufu miktarı. Gelişmiş foul-dönüşümlü kaplamalar bu tasarruflar yoluyla daha uzun süre etkili olan bir şekilde azaltılabilir.
Genişletilmiş Kuru-Docking Cycles ve Lower Lifecycle Maliyetleri
Geleneksel kaplamalar genellikle her beş yılda tam bir patlama ve kaplama gerektirir. Sonraki nesil kaplamalar, özellikle de 25 yıllık bir dirençle foul-dönüşüm özelliklerini birleştiren, daha az sayıda çöp gemisi için, bir kuru-doklama döngüsü, bir başka 500 $ tasarruf edebilir, denizden kayıp gelirleri 25 yıllık bir gemiden kurtarılır.
Invasive Türlerinin Azaltılması Riski
Gemide biyofouling, genellikle yıkıcı ekolojik ve ekonomik sonuçlarla serbest bırakılabilir.Bu riski en aza indirmek için birincil yol yol yollarından biridir.Bir gemi yabancı limanda geldiğinde, tüm gemilerin bir hull yönetim planına eklediği ve gelişmiş kaplamalar, bu tür planların arka kemiğine sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık incelenir ve bu riski en üst düzey bir şekilde kaplamalar yapılır.
Geliştirilmiş Maneuverability ve Güvenlik
Fouling sadece bir verimlilik sorunu değildir; gemiyi ele geçirgen ve pervane üzerinde ağır büyüme, sıkı limanlarda veya acil manevralarda, bir fouled hull güvenlik tehlikeye atabilir. Yenier ultra-d-friction kaplamaları, geminin manevrasına, operasyonel güvenliği artırmak ve berlenebilirliği artırmak için yakıt ekonomisinin ötesine geçer.
Genişleme Kabul Etme Yolunda Hurdles
Sözcülüğe rağmen, bu sonraki nesil kaplamalar henüz tüccar filosunda evrensel kabul elde etmedi. Laboratuvar gösterisi ve tam ölçekli uygulama arasındaki boşluk geniş ve birkaç temel engel aşılmalıdır.
Geçerlilik ve Durability Endişeler
Gemi sahipleri, hull kaplamalarına gelince doğal olarak muhafazakardır. Laboratuarda bir kaplama başarısızlığının maliyeti her zaman gerçek dünya davranışını tahmin edemez - sadece kayıp gelir, zamanlama kesintisi ve potansiyel sözleşme cezaları. Yeni kaplamalar, çeşitli çalışma koşullarındaki performans rekorunu göstermelidir.Acelal testleri her zaman gerçek dünya davranışını tahmin edemez, özellikle de biyo-en ilham verici yüzeyler için, statik veya düşük hızda geliştiremeyen kuvvetlerin belirlenmesi için.
Scale-Up ve Manufacturing Costs
Nanomalzemeler ve özel reaktif polimerler, örneğin, yüksek kaliteli malzeme için gram başına yüzlerce dolara mal olabilir. Maliyetler düşüyorsa, 400 metre süpertan bir mikroçim için uygun olması gereken bir kaplamaya kadar bu tür malzemeler dahil olmak üzere, kaplamanın kendisi de zorlanır.
Düzenleme ve Sertifika Şişe
Herhangi bir yeni kimyasal katkı, bir enzim veya toksik olmayan polimer olsa bile, tek bir aktif madde için biyocidal Ürünler Yönetmeliği (Avrupa), ABD Çevre Koruma Ajansı'nın FIFRA'yı (örneğin, zararlı bir iddiaya sahipse), veya eşdeğer rejimler küresel olarak, çevresel kader verileri tek bir özel madde için genişletilmeli, beş yıllık bir süre boyunca, ancak kurucuları bu şekilde karşılayamazlar.
İşgücü Eğitim ve Uygulama Konsistency
Gelişmiş kaplamalar genellikle geleneksel boyalardan daha hassas yüzey hazırlığı ve uygulama koşullarını gerektirir. Sıcaklık, nem ve substrat temizleyiciler sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Küresel kuru-dock ağı ve su bakım ekipleri bu yeni malzemeleri doğru bir şekilde uygulamak için eğitilmiş olmalıdır. - çok kalın, çok ince veya uygunsuz tedavi süreleri ile - in vitro kaliteye bakılmaksızın.
Trendler Sonraki Decade
İleriye bakıldığında, birkaç makro-trend, gelişmiş anti-fouling kaplamalarının benimsenmesini hızlandıracaktır.
Dijital Hull Yönetimi ve Durum İzleme
İnternet-Things (IoT) sensörleri, drone ve sualtı araçları, filo operatörlerinin gerçek zamanlı olarak hull koşulu izlemesini mümkün kılar. Ultrasonik kalınlık ölçümler ve robot taramacılar şimdi gemiyi kullanarak kaplama yeteneklerini inceleyebilir, kaplamalar uzlaşmaya başladığında erken bozulma alanları.
Özerk ve Low-Crew Gemiler
Nakliyeci ve uzaktan işletilmiş gemilere doğru hareket ederken, hull kaplamalarının güvenilirliği daha da kritik hale gelir. Daha az mürettebattan temizlemek veya temizleme yapmak için bir dolapla, kaplama uzun süre müdahale etmeden yapılmalıdır. Gelişmiş foul-dönüşüm yüzeyler için sıfır bakımı gerektiren sıfır bakım özellikle özerk gemi tasarımları için caziptir.
Biyo-tafik ve Recyclable Malzemeler
Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen kaplamalara ilgi artıyor, örneğin hücreli nano kristaller, chitosan (kahkamet kabuklarından) veya bitki örtüsüne sahip bakterileri bu malzemeler, yakın vadede sentetik polimerlerin dayanıklılığını karşılamıyor olsa da, yaşamın sonunda tamamen biyodegrad edilebilir bir şekilde kaplamalar için bir yol sunuyoruz.
Sürdürülebilir bir Kurs İleri
Anti-fouling kaplamalarının geleceği tek bir atılım değil, birden fazla disiplinin yakınlaştırılması: malzeme bilimi, yüzey mühendisliği, biyoteknoloji ve dijital izleme. Geniş çaplı kaplama üreticilerine doğru geçiş gerektirir, çevresel iyileştirici çözümler zaten altındadır.Obaç operatörleri için, mesaj açıktır: Bugün yakıt faturaları, daha düşük bakım maliyetleri ve daha küçük bir çevresel ayak izi azaltacaktır.
Hükümet araştırma hibeleri ve kamu-özel ortaklıklar, laboratuvardan gemiye kadar boru hattı hızlandırıyor. Örneğin, AB Ufuk 2020 projeleri hong-Spray [Dizi-X-Spray) daha temiz, daha uzun ve daha az etkisi olan okyanuslara, tam kuru-kürücük için ihtiyaçtan kaçınıyor.