Wissenschaftler schaffen überlegene Metallbeschichtung aus Braunalgen

  Seelandwirtschaft 2022 EU
Braunalgen-Metallbeschichtung

Eine neue Beschichtung, die von Wissenschaftlern der Tomsk Polytechnic University (TPU) entwickelt wurde, reduziert das Biofouling von Metallen in Wasser und anderen biologischen Umgebungen um das 100-fache. Die Beschichtung macht medizinische Implantate länger haltbar und sicherer.

S​Wissenschaftler der russischen Tomsk Polytechnic University (TPU) haben gemeinsam mit ihren ausländischen Kollegen eine Beschichtung entwickelt, die das Biofouling von Metallen in Wasser und anderen biologischen Umgebungen um das 100-Fache reduziert. Die Beschichtung sorgt auch dafür, dass medizinische Implantate länger haltbar und sicherer sind.

Biofouling ist die Ansammlung unerwünschter Ablagerungen auf Metalloberflächen, die in eine biologische Umgebung eingetaucht sind. Es wird durch die Aktivität von Mikroorganismen verursacht, die die funktionellen Eigenschaften von Metall reduziert und zu seiner Zerstörung führen kann. Das Problem ist für viele Bereiche relevant, insbesondere für Seeschiffe sowie für medizinische Implantate.

Die konventionelle Lösung besteht laut den Wissenschaftlern darin, Eigenschaften aufzubringen, die verhindern, dass sich Mikroorganismen auf der Oberfläche ansiedeln. Beispielsweise wird häufig Titandioxid verwendet. Es ist jedoch teuer und nicht in allen Fällen wirksam.

Die TPU-Wissenschaftler suchten nach einem kostengünstigeren Mittel, mit dem sich auch die Aktivität des Biofoulings reduzieren ließe. „Unter Verwendung von Kationen haben wir Bulk-Weichalginatfilme kombiniert, die aus Braunalgen (Phaeophyceen) mit Calcium und Kupfer in unterschiedlichen Anteilen. Darüber hinaus haben wir auch den Einfluss der Festigkeit der Filmeigenschaften und deren Benetzbarkeit mit Wasser und Öl auf die Menge an angesiedelten mikroskopischen Lebewesen untersucht“, sagt Sergey Tverdokhlebov, außerordentlicher Professor des TPU Weinberg Research Center, gegenüber Journalisten der Nachrichtenagentur RIA Novosti .

Es ist um ein Vielfaches höher als die Indizes von Titandioxid. Die Lösung wurde entwickelt, um pathogene mikrobielle Flora auf der Oberfläche medizinischer Implantate zu bekämpfen und ist auch für andere Geräte anwendbar.

Laut den Wissenschaftlern verhindert die Struktur der Filmoberfläche von Kupferalginat das Anheften von Bakterien, Mikroalgen und anderen Organismen, für die Kupfer toxisch ist. Die Variation des Volumens dieses Metalls in der Folie ermöglicht es, die Konstruktion unter Berücksichtigung seiner besonderen Bioaktivität an den Betrieb in einer bestimmten Umgebung anzupassen.

„Langfristig können solche Folien sowohl im Schiffbau als auch bei der gezielten Wirkstoffabgabe eingesetzt werden, während die erforderlichen Wirkstoffverbindungen vor der Implantation an der Folie angebracht werden“, sagte Dr. Tverdokhlebov. "Es wird eine reduzierte Medikamentenbelastung des Organismus ermöglichen und eine Ansteckung verhindern."

Die Forschung wurde gemeinsam mit Experten des Harbin Institute of Technology (China) durchgeführt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Applied Surface Science (IF: 6,707, Q1) veröffentlicht.

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