Dünyanın okyanuslarının sağlığı, iklim değişikliğinden, denizden ve kirliliğinden kaynaklanan çok sayıda endüstriyel aktivitedir.Deniz ekosistemlerini etkileyen birçok endüstriyel aktivite arasında, bu kaplamalar, çevrede devam eden biyoküre ve ağır metaller bulunmaktadır.
Biodegradable Marine Kaplamaları Anlamak
Biyodegradable deniz kaplamaları, özellikle deniz suyu maruz kalan yüzeylere uygulanan kimyasallara özel olarak formüle edilir - karasu platformları, boru hatları, aquaculture netleri - bu, doğal olarak servis yaşamlarından sonra kırılmak için tasarlanmıştır. Mikroplastik partiküller ve toksik kalıntıların aksine, biyodegrad edilebilir kaplamalar, karbon dioksit, su ve biyolojik koşullar gibi ürünler tarafından zararsız olarak yapılır.
Polimer arka kemiğinde temel ayrım yatıyor. Geleneksel deniz boyaları genellikle epoxy, poliurethane veya bozulmaya karşı aşırı dirençli olan sentetik polimerler. Biyodegradable versiyonları, polimerlere dayanan polimerlere güvenir - polimerlere göre biyokromatik asit (PLA), polihidrojenler (PHA), veya değiştirilmiş hücreler (PHA) veya modifiye edilmiş hücreli - veya belirli tetikleyiciler altında kırılabilir bağlantılar ile sentetik polimerler.
Biodegradable Marine Kaplamaları
- [FONT:0) Kendi kendini kınayan eşler biyodegrad edilebilir bağlayıcılarla: Bu kaplamalar yavaş yavaş deniz suyunda, biyosidelerini kontrollü bir şekilde serbest bırakır. Yeni versiyonlar polyester veya p Polikarbonat bağlar, hiçbir mikroplastik kalıntı bırakmaz.
- [FONT:0)Enzyme tabanlı kaplamalar:)Enzimleri, fouling organizmaların yapıştırıcı proteinlerini veya bu kaplamayı aktivasyondan sonra kırabilecek enzimleri içeren kaplamalar.
- [FONT:0)Bio tabanlı foul-dönüşüm kaplamaları: Çok fazla kaygan veya sürekli olarak ince bir tabakaya ekleyen toksik yüzeyler. biyodegradable silikonlar veya veya daha düşük çözünürlükte bir alternatif sunarlar.
- [FONT:0]Stimuli-responsive kaplamalar: Belirli bir sinyale maruz kaldığında, pH, sıcaklık veya enzymatik aktivitedeki bir değişiklik gibi - son yaşamlarda bozulmaya ve hızla kırılmaya devam etmek için kaplamayı bozmak.
Geleneksel Deniz Kaplamalarının Çevresi
Biyodegrad edilebilir alternatifler değerini takdir etmek için, geleneksel deniz kaplamalarının neden olduğu ekolojik zararı anlamak önemlidir. Antifouling boyaları tarihsel olarak tributyltin (TBT) gibi organotin bileşiklerine dayanıyordu ve bu metaller deniz snails ve balık kabuğu gibi toksik olmayan organizmalara neden olabilir.
Kimyasal toksisitenin ötesinde, geleneksel kaplamalar Doğa Koruma için katkıda bulunur (IUCN) deniz boyalarının okyanustaki en büyük mikroplastik kirliliğinden biri olduğunu tahmin ediyor. Gemiler hareket ettiğinde, kaplamalar 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
Ayrıca, eski kaplamaların kaldırılması - kumayı, su-jetting veya kimyasal şeritleme- tehlikeli atıklar. Deniz bakteriler tarafından güvenle kompostlanabilir veya sindirilebilir kaplamalar, kuru-dock operasyonlarının çevresel ayak izlerini büyük ölçüde azaltır.
Deniz Koruma için Avantajları
Biyodegrad edilebilir deniz kaplamalarına geçiş, okyanus sağlığı için birkaç doğrudan fayda sunar, küresel deniz koruma hedefleri ile uyumlu.
Kimyasal Yükleniyor
Biyodegradable kaplamalar daha az toksik veya geçici biyokitler ile formüle edilebilir, su sütununa giren kalıcı kimyasal miktarı en aza indirilebilir.Bir geminin yaşam boyu, geleneksel bir hull kaplamasından bakırın toplayıcısı önemli olabilir - özellikle de yoğun limanlarda ve deniz korumalı alanlarda.
Mikroplastik Kirliliğinin Davası
Bu belki de en zorlayıcı avantajdır. Her yıl gemiden kazınmış 1,5 milyon ton deniz kaplamasıyla, mikroplastik azaltım potansiyeli muazzamdır.Eğer biyodegrad edilebilir kaplamalar standart hale gelirse, scourt ile yapılan küçük parçacıklar kalıcı olarak ortaya çıkacak.
Hassas Habitatların Korunması
Coral resifler, denizgrass yatakları ve kelp ormanları özellikle toksik tükenme için savunmasızdır. Birçok deniz korumalı alanı (MPAs) şeritleri veya limanları nakliye etmek için bitişiktir. yakın MPAs'nin üzerinde faaliyet gösteren gemilerde biyode biyodegrad edilebilir kaplamalar kullanılarak, bu kaplamalar daha tamamen kırılır, çünkü bu kaplamalar parçacıkların yerleşmeleri daha az olasıdır.
End-of-Life Geometrik
Geleneksel boya atıkları karışık kimyasal içerik nedeniyle geri dönüşüm neredeyse imkansızdır. Biyodegradable kaplamalar, özellikle tek polimerlere veya doğal materyallere dayananlar potansiyel olarak kompostlanabilir veya biyolojik olarak tedavi edilebilir. Bu, malzemelerin güvenli bir şekilde geri döndüğünü destekleyen bir dairesel ekonomi yaklaşımı destekler.
Mevcut Zorluklar ve Araştırma Frontiers
Sözlerine rağmen, biyodegrad edilebilir deniz kaplamaları henüz yaygın olarak kabul edilmez. Birkaç teknolojik ve ekonomik engel devam ediyor.
Durability ve Performans
Deniz kaplaması sürekli immersion, akış ve konumlara, dalgalardan ve buzdan mekanik olarak, UV radyasyonu güverteye ve biyofilm oluşumuna karşı sürekli baskıya dayanmalıdır. Erken biyodegrad edilebilir formülasyonlar genellikle çok hızlı bir şekilde bozulur - sadece bir yıl veya iki yıl boyunca geleneksel kaplamaların beklenen beş yıllık döngüler için. Araştırmacılar şimdi inanca odaklanıyorlar.[Dönlendirme oranlarına odaklanırlar).
Maliyet Rekabetçiliği
Biyo tabanlı polimerler genellikle petrol bazlı reçinelerden daha pahalıdır. PLA, örneğin, geleneksel epoxy. Production ölçeğinin hala küçük ve birçok biyodegrad edilebilir katkının niş kimyasallar olduğunu ikiye katlayın. Ancak, talep büyüdükçe ve üretim kapasiteleri genişletilebilir.
Düzenleme ve Onay
Deniz kaplamaları, IMO'nun Harmful Anti-fouling Systems (AFS Konvansiyonu) Kontrolü ile ilgili katı düzenlemelere tabidir ve bu da bozulmamış kaplamaların ek olarak incelendiğini ispatlamak zorundadır: Tehlikeli olan orta bileşikler var mı?
Mevcut Altyapı ile uyumluluk
Gemiler ve uygulamacılar belirli uygulama yöntemlerine alışkındır (spray, roller, veya fırça) ve kıvrım koşulları. Bazı biyodegrad edilebilir kaplamalar farklı çözücüler, daha düşük VOC sınırları veya özel karıştırmalar. Retraining ressamlar ve ekipman değiştirme pahalıya mal olur.
Teknolojik Yenilikler Alana Sürüş
Birkaç heyecan verici araştırma alanı, ticari viability'e karşı biyodegrad edilebilir kaplamalar itiyor.
Nanoteknoloji Geliştirme
Nanoparçacık veya titanyum dioksitin nanoparçacıkları, biyolojik olarak biyolojik olarak biyodegrad edilebilir polimerleri, kendi etkinliksel biyodegradability. Nanocellulose, sadece bakteri veya bakterilerden elde edilen, özellikle de sertliği ve bariyer özelliklerini artıran vaat eden bir katkıdır. Bazı araştırmacılar da şunları içerir:0)
Microbes ile Yaşamak
Radikal bir yaklaşım, yararlı bakteriler veya enzimler içeren kaplamalar oluşturmakta ve aktif olarak fouling’i önleyecek olan bir kaplama, anti-fouling bileşikleri üreten bakterilere veya organik bileşikleri tüketmelidir. Bu “living kaplamalar”, kendiliğinden yenilenecek ve tamamen biyodegrad edilebilir olacaktır.
Bio-Inspired Surfaces
Köpekbalıklarının veya çok fazla miktardan oluşan yüzeyin yıkanması, yeni kaplamalar, herhangi bir biyoküre olmadan mikro ölçekli ve nano ölçekli dokular kullanarak, biyodegrad edilebilir temel polimerlerle bir araya geldiğinde (örneğin silikon bağlantılı segmentler gibi), bu yüzeyler herhangi bir biyoküre olmadan mükemmel bir şekilde yayınlanabilir.
Tesadüf Degradasyon Mechanisms
En zarif çözümlerden biri normal operasyon sırasında deniz suyunun stabil olduğunu tasarlamaktır, ancak temel pH'ya maruz kaldığında hızla değişir (pH ~8.1) kuru-dock sırasında uygulanan daha yüksek sıcaklıklar veya enzimler yavaş yavaştır; ancak gemi hafif bir çözümle yıkanabilir, kaplamalar tamamen ortadan kalkarsa, bu gemi sahipleri mikro geri yükleme sırasında mikro kaldırmaya çalışır.
Future Outlook: Market, Yönetmelik ve Endüstri Trendleri
Deniz antifouling kaplamaları için küresel pazar, yılda 5 milyar dolardan fazla değer veriyor ve bu pazarın büyüyen segmenti, şu anda satışların% 20'sini temsil eden "eco-friendly" kaplamalar. Biodegradable kaplamalar, bu niş içinde bir niştir, ancak payları hızla genişlemek için projelendirilmiştir - bazı analistler önümüzdeki on yılda 15-18% bir bileşik büyüme oranını tahmin ediyor.
Düzenleme Sürücüleri
Uluslararası düzenlemeler daha sıkı hale geliyor. IMO'nun 2020 sulphur kapağı zaten yakıt kompozisyonunu değiştirmek için rafineriye zorladı. Bir sonraki sınır, bakır bazlı biyokitler üzerinde bir yasağı veya kısıtlama muhtemelen İsveç, Danimarka ve Kaliforniya yerel kısıtlamalar getirdi. Avrupa Kimyasallar Ajansı (ECHA) Avrupa çapında bir yasaka yol açabilir.
Ayrıca, IMO'nun Biyofouling Kılavuzları (MEPC.207 (62)) invaziv türlerin transferini en aza indiren kaplamaları teşvik eder. Kuru-dock'ta daha kolay kaldıran biyodegradable kaplamalar, bu da invazif organizmaların yayılmasını azaltır.
Endüstri İşbirliği
Büyük nakliye hatları ve yatbuilders ilgiyi işaret ediyor. Maersk, çeşitli gemilerde ücretsiz kaplamalar denemektedir. Norveçli deniz kümesi, daha düşük maliyetli kaplamalar için biyodegrad edilebilir kaplamalar geliştirmek için bir konsorsiyum başlattı.AkzoNobel, PPG ve Hempel, R&D'ye yatırım yapıyor.
Tüketici ve Halk Basınç
Okyanus sağlığı kamu endişesi haline geldiğinde, gemiler işletmek toksik boyalar kullanarak itibar riski ile karşı karşıyadır. Biyodegradable kaplamalar yeniden ortaya çıkan bir hikaye sunuyor: “Savaşımız kalıcı ayak izi bırakmaz.” Bu pazarlama değeri, özellikle de seyir hatları, ferries ve balıkçı filoları arasında marka güvenliğe güvenen bir hikaye sunuyor.
Sonuç: Niche'den Norm'a
Önümüzdeki yol engeller olmadan değil, ancak yörünge açık. Biyodegradable deniz kaplamaları teknik bir gelişmeden daha fazlasını temsil ediyor - deniz ekosistemleri ile birlikte ortaya çıkan malzemelere karşı temel bir değişimdir, çünkü kalıcı toksik boyaları geçici, yenilenebilir alternatiflerle yerine getirebilir, deniz endüstrisi mikroplastik kirliliği ve kimyasal kirliliğine katkılarını büyük ölçüde azaltabilir.
Bu geleceği anlamak için, araştırmada devam eden yatırım önemlidir. Gemi sahipleri sadece yeşil değil aynı zamanda maliyetle etkili ve güvenilirdir. Düzenlemeler biyodegradability ve toksisite için açık standartlar sağlamalıdır. Ve halk sürdürülebilir seçenekleri talep etmeye devam etmelidir.Eğer bu parçalar, gün yakında “biyotucuz” varsayılan özellikler olduğunda gelebilir - sadece deniz kaplamaları için değil, okyanusa dokunan tüm malzemeler için.
Daha fazla bilgi için, yasal çerçeve ve bilimsel gelişmeler hakkında daha fazla bilgi için, [[Döneticileri:0)IMO'nun kılavuzları [D]).IMO AFS Konvansiyonu[D][D][D][D][D][/FONT=)[Döneticileri için ayrıntılı olarak incelenir.