Nachrichten Lacktechnologien
Curcumin-Beschichtung schützt Schiffe 180 Tage vor Bewuchs
Ein chinesisches Forschungsteam hat eine umweltfreundliche Antifouling-Beschichtung entwickelt, die das Naturprodukt Curcumin mittels RAFT-Polymerisation in eine PDMS-Matrix integriert. Ein 180-tägiger Freilandtest im Meer bestätigt die langanhaltende Schutzwirkung gegen Biofouling.
Biofouling stellt eine grosse Herausforderung für marine Anlagen dar und verursacht erhebliche wirtschaftliche Schäden. Die Entwicklung umweltverträglicher und ungiftiger Antifouling-Beschichtungen hat daher hohe Priorität. Ein Forschungsteam um Yan-Chao Wu hat nun einen neuen Ansatz vorgestellt, der die breitbandig bakteriostatischen und wirtschaftlichen Eigenschaften des Naturprodukts Curcumin (Cur) nutzt.
Die Forschenden pfropften Curcumin gemeinsam mit dem hydrophilen Monomer Vinylpyrrolidon (NVP) chemisch auf die Oberfläche xanthatfunktionalisierter Siliziumdioxid-Nanopartikel. Hierfür kam eine RAFT-Polymerisationsstrategie (reversible addition-fragmentation chain transfer) zum Einsatz. Die modifizierten Partikel wurden anschliessend als aktive Füllstoffe in eine hydroxyterminierte Polydimethylsiloxan-Matrix (PDMS) eingebettet, woraus die funktionelle Beschichtung PDMS/SiO2-X resultierte.
Lesetipp Lackadditive:
Das Lehrbuch „Lackadditive kompakt erklärt“ befasst sich umfangreich mit der chemischen und anwendungstechnischen Beschreibung der wichtigsten Lackadditive z.B. Netz-, Dispergier- und Verlaufmittel, Katalysatoren, Rheologie, Entschäumer, Korrosions- und Lichtschutz. Darüber hinaus stellen Abbildungen von Schadensfällen und Richtrezepturen einen unverzichtbaren Bezug zur Praxis her. Unverzichtbar für Berufseinsteigende und fachlich Interessierte!
Synergistischer Antifouling-Mechanismus
Die Beschichtung kombiniert mehrere Wirkmechanismen: Selbstpolierung, statische Wirkstofffreisetzung und dynamisches Fouling-Release. Das modifizierte Siliziumdioxid verbessert die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung deutlich. Die niedrige Oberflächenenergie sorgt für hervorragende Fouling-Release-Eigenschaften, während die Hydrolyse der Esterbindungen eine kontinuierliche Freisetzung des Curcumins ermöglicht und so eine effiziente Bakterienhemmung gewährleistet.
Ergänzend bildet NVP eine Hydratationsschicht aus, die Proteinanhaftungen wirksam verhindert. Diese Kombination aus statischen und dynamischen Mechanismen erhöht die Schutzwirkung gegenüber konventionellen Systemen erheblich.
Bewährung im 180-tägigen Freilandtest
Ein 180-tägiger Freilandtest unter realen Meeresbedingungen bestätigte die langanhaltende und stabile Antifouling-Leistung der Beschichtung. Damit konnten die Forschenden nachweisen, dass das System nicht nur unter Laborbedingungen, sondern auch im praktischen Einsatz überzeugt.
Die Arbeit liefert einen neuen Ansatz für die Entwicklung hocheffizienter und umweltfreundlicher mariner Antifouling-Beschichtungen. Durch den Einsatz des biobasierten und kostengünstigen Curcumins als Wirkstoff bietet das System eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen biozidhaltigen Marineanstrichen.
Quelle: Lei, X.-Y. et al. Engineering long-lasting marine antifouling coatings with curcumin-grafted SiO2/PDMS nanocomposites via RAFT polymerization. Prog. Org. Coat. 110116 (2026).
