Nachrichten Lacktechnologien
CeO₂-Nanopartikel verbessern Antifouling-Beschichtungen
Ein indonesisches Forschungsteam hat eine neuartige selbstpolierende Antifouling-Beschichtung (SPA) entwickelt, die Ceroxid-Nanopartikel als nichttoxisches Co-Biozid integriert. Die Formulierung zeigt verbesserte antibakterielle Wirksamkeit gegen marine Foulingbakterien, erhöhte Kupfer-Freisetzung und verbesserte selbstpolierende Eigenschaften – ein umweltfreundlicher Ansatz für die nächste Generation maritimer Antifouling-Beschichtungen.
Meeresbewuchs verursacht operative und wirtschaftliche Probleme für maritime Industrien. Selbstpolierende Antifouling-Beschichtungen (SPA) stellen eine zukunftsweisende Technologie dar, die durch einen kontrollierten Oberflächen-Hydrolysemechanismus eine dauerhafte Bewuchsverhinderung bietet und eine konstante Biozid-Freisetzung gewährleistet. Die Umweltbelastung durch toxische Antifoulingmittel in SPA-Beschichtungen hat jedoch Untersuchungen zu neuartigen Co-Bioziden angeregt, welche die Wirksamkeit verbessern und gleichzeitig ökologische Risiken minimieren.
Die vorliegende Studie präsentiert eine neuartige SPA-Beschichtung, die Ceroxid (CeO₂)-Nanopartikel in Konzentrationen von 0,1 % bis 0,5 % als nichttoxisches Co-Biozid enthält. Die Antifouling-Beschichtungsperformance wurde systematisch anhand dreier Schlüsselfaktoren evaluiert: antibakterielle Wirksamkeit, Oberflächenhydrophilie und Kinetik der Biozid-Freisetzung.
Verbesserte antibakterielle Wirksamkeit
Die antibakterielle Bewertung der CeO₂-Nanopartikel und der Beschichtungsformulierung gegen Pseudoalteromonas shioyasakiensis, ein typisches marines Foulingbakterium, zeigte eine deutlich verbesserte antibakterielle Wirksamkeit im Vergleich zur Kontrolle. Diese Ergebnisse wurden durch den Plattenzähltest verifiziert und belegen das Potenzial der CeO₂-Nanopartikel als effektive antimikrobielle Komponente in maritimen Anwendungen.
Messungen des Wasserkontaktwinkels bestätigten zudem eine leicht erhöhte Oberflächenhydrophilie – eine essentielle Eigenschaft zur Verringerung der initialen mikrobiellen Anheftung. Diese Kombination aus direkter antibakterieller Wirkung und reduzierter Anheftungsneigung erhöht die Gesamteffektivität des Antifouling-Systems.
Veranstaltungstipp:
Die Sustainable Coatings Conference, die vom 3. bis 4. November 2026 in Amsterdam, Niederlande, stattfindet, bietet praktische Einblicke in kohlenstoffarme Technologien, Ansätze der Kreislaufwirtschaft, biobasierte und wasserbasierte Systeme sowie robuste Bewertungsmethoden wie LCA (Ökobilanzierung) und Massenbilanzierung. Erfahren Sie, wie die Branche auf regulatorischen Druck, Kundenerwartungen und Materialengpässe reagiert – und wie Nachhaltigkeit zu einem messbaren Geschäftsvorteil statt zu einer Compliance-Last werden kann.
Verstärkte Kupfer-Freisetzung und selbstpolierende Wirkung
Der Einfluss der CeO₂-Nanopartikel auf die Biozid-Freisetzungseigenschaften der SPA-Beschichtung wurde mittels Auslaugtests, elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS), Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenanalyse (REM-EDX) und optischer Mikroskopie (OM) untersucht. Die Auslaugtests zeigten eine signifikante Erhöhung der Gesamt-Kupfer-Freisetzung von 4,4 mg/cm² auf 5,7 mg/cm² bei den mit CeO₂ modifizierten SPA-Beschichtungen im Vergleich zu den Kontrollproben.
Die EIS bestätigte diesen Befund durch eine niedrigere Beschichtungsimpedanz, die mit höherer Porosität und Wasserpermeabilität korrelierte. REM-EDX- und OM-Beobachtungen bestätigten, dass die CeO₂-Nanopartikel eine porösere und gleichmässiger erodierbare Matrix ermöglichen. Diese verbesserten selbstpolierenden Eigenschaften sind entscheidend für die Aufrechterhaltung der Antifouling-Wirkung über den gesamten Einsatzzeitraum.
Synergie für nachhaltige Antifouling-Systeme
Die Synergie aus SPA-Beschichtungstechnologie und CeO₂-Nanopartikeln bietet direkte antibakterielle Wirkung und fördert gleichzeitig einen effektiveren selbstpolierenden und Biozid-Freisetzungsmechanismus. Diese Formulierung stellt damit eine vielversprechende und umweltfreundliche Option für die nächste Generation maritimer Antifouling-Beschichtungen dar.
Für die maritime Industrie liefert die Studie einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung leistungsfähiger und umweltverträglicher Antifouling-Systeme. Insbesondere im Kontext wachsender regulatorischer Anforderungen an biozidhaltige Beschichtungen und der zunehmenden Beschränkungen traditioneller Antifouling-Wirkstoffe bieten Ceroxid-Nanopartikel als Co-Biozid eine attraktive Perspektive. Die Kombination aus reduzierter Biozidbelastung und verbesserter Performance adressiert die zentralen Herausforderungen moderner maritimer Beschichtungssysteme.
Quelle: Nikitasari, A. et al. Self-polishing antifouling paint with cerium oxide nanoparticles: antibacterial, hydrophilicity, and biocide-release performance. J. Coat. Technol. Res. 23, 2805–2820 (2026). https://doi.org/10.1007/s11998-026-01295-9
