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Biobasierte Zellulose-Nanofaser-Beschichtung gegen Bewuchs auf maritimen Geräten
Forschende haben eine transparente, vollständig biobasierte Beschichtung auf Basis zwitterionischer Zellulose-Nanofasern entwickelt. Die neuartige Oberfläche zeigt hohe Antifouling-Effizienz und bietet eine umweltfreundliche Alternative zu biozidbasierten Lösungen.
Marine optische Geräte sind in besonderem Maße von Biofouling betroffen, was ihre Transparenz und Funktionsfähigkeit beeinträchtigt. Bisher eingesetzte Beschichtungen basieren häufig auf bioziden Wirkstoffen oder dynamischen Oberflächen, die entweder die Umwelt schädigen oder nicht die notwendige Stabilität für langfristige Einsätze bieten.
Ein Forschungsteam aus China hat nun eine nachhaltige Lösung vorgestellt: transparente Beschichtungen auf Basis zwitterionischer Zellulose-Nanofasern (ZCNF). Diese wurden mit Aminosäuren wie Lysin, Arginin und Histidin modifiziert. Besonders die Lysin-Variante zeigte deutlich verbesserte Antifouling-Eigenschaften und eine ausgeprägte Hydrophilie, die für die Transparenz und Biofilmresistenz entscheidend ist.
Lesetipp: Funktionelle Beschichtungen
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Langzeitstabilität in maritimen Einsatzumgebungen
Sowohl Laborversuche als auch Praxistests im Meer bestätigten die Wirksamkeit der ZCNF-Beschichtungen. In kontrollierten Laborumgebungen wurde eine Antifouling-Effizienz von bis zu 90 % erreicht, während die Beschichtungen in realen maritimen Bedingungen nach 150 Tagen noch rund 80 % Effizienz aufwiesen. Damit übertreffen sie die Stabilität vieler herkömmlicher Ansätze.
Die Studie zeigt, dass zwitterionische, biobasierte Beschichtungen eine nachhaltige Alternative für den Schutz maritimer optischer Systeme bieten – ohne den Einsatz umweltschädlicher Biozide.
Quelle: Duan, Y. et al., Transparent zwitterionic cellulose nanofibers-based coatings for marine antifouling. Prog. Org. Coat. 203, 109172 (2025).
