اختصاصی بسپار/ عصر جدید پوشش‌های ضدخزه
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار / ایران پلیمر هر سطحی که در آب دریا غوطه‌ور شود، در معرض موجودات زنده دریایی شامل صدها و یا هزاران نوع مختلف باکتری، جلبک‌ها و نرم‌تنان قرار خواهد گرفت. در صنعت کشتیرانی از این موجودات زنده دریایی به عنوان خزه یاد می‌شود. تجمع مواد آلی روی سطح اثرات مخرب زیادی را به صنعت کشتیرانی وارد می‌کند. این اثرات مخرب عبارتند از افزایش مصرف سوخت، نشر گازهای گلخانه‌ای و از بین رفتن قابلیت مانور کشتی به دلیل تخریب بدنه کشتی در زیر آب. تخریب بدنه بر اثر تجزیه پوشش، خوردگی ناشی از موجودات زنده و افزایش زبری بدنه، اتفاق می‌افتد. این خزه‌ها، سالانه، هزینه‌ای بالغ بر بیلیون‌ها دلار، در حمل و نقل به صنعت کشتیرانی تحمیل می‌کنند.
استفاده از پوشش‌های ضدخزه یک راه‌حل متداول جهت کاهش تجمعات موجودات زنده دریایی به شمار می‌آید. این پوشش‌ها در صنعت بسیار پرکاربرد بوده و معمولا عملکرد آن براساس خروج تدریجی مواد سمی مانند مس (فلزی)، اکسیدهای مسی، فلزات سنگین مانند سرب، پوشش‌های برپایه آرسنیک و ترکیبات تری‌بوتیل‌قلع است.
تمامی پوشش‌های ذکر شده اثرات مخربی در سطوح مختلف، بر روی زندگی موجودات دریایی و به خصوص صدف‌ها، پستانداران و ماهی‌ها دارند. در ماه ژانویه سال 2008، سازمان بین‌المللی دریانوردی، استفاده از پوشش‌های بر پایه تری‌بوتیل‌قلع را بر روی تمامی بدنه‌های انواع وسایل حمل‌نقل ممنوع اعلام کرد. از این رو، استفاده از پوشرنگ‌های ضدخزه حاوی مقادیر بی‌شمار سرب، ترویج پیدا کرد که خود خطرات زیست‌محیطی جدیدی را به همراه آورد.
افزایش آگاهی نسبت به مسائل زیست‌محیطی و قیمت سوخت پس از IMO2020 (تصمیم کاهش میزان سولفور در صنعت کشتیرانی)، صنعت کشتیرانی را ملزم به یافتن راه‌حل‌های جدید جهت جایگزینی این پوشش‌ها کرد.
پوشش‌های ضدخزه با انرژی سطحی پایین، یک راه‌حل دوست‌دار محیط‌زیست است که ضرر کم‌تری برروی موجودات زنده داشته و مصرف سوخت را در صنعت کشتیرانی کاهش می‌دهد. پوشش‌های ضدخزه نسل جدید پوشش‌های هوشمند این صنعت هستند. این پوشش‌ها با کاهش هزینه سوخت و حذف آزادسازی تدریجی مواد سمی، سبب صرفه‌جویی در هزینه‌های شرکت‌های کشتیرانی می‌شود.
پوشش‌های ضدخزه دارای دو ماده پلیمری اصلی با خاصیت ضدخزگی است: پلیمرها برپایه فلوئورین و سیلیکون. اگرچه مواد سمی کم‌تری در مقایسه با پوشش‌های قدیمی دارند، اما هم‌چنان برای محیط‌زیست زیان-آور هستند. به دلیل ماهیت و ساختار شیمیایی‌شان، این سامانه‌های پوششی بسیار نرم بوده و متمایل به فرسایش و پارگی هستند. پلیمرهای ضدخزه نرم دارای مدول الاستیک کم، انرژی سطحی پایین بوده و چسبندگی بسیار کمی نسبت به خزه‌ها و آلودگی‌ها دارند. اما مشکل آنها، فرسایش این پوشش‌ها با گذشت زمان بوده که منجر به ایجاد مقادیر زیادی از میکروپلاستیک‌ها در اقیانوس می‌شوند. دانشمندان زیادی در حال تحقیق در این زمینه هستند. تحقیقات نشان داده‌اند که ترکیبات فلوئورینه، مشکلاتی برای سلامتی از قبیل سرطان، بیماری‌های ریوی، کاهش باروری و افزایش خطر آسم و تیروئید به همراه دارند. دغدغه اصلی استفاده از این پوشش‌ها، چسبندگی ضعیف این پوشش‌هاست که تمیزکردن آنها بدون آسیب رساندن به پوشش را غیرممکن می‌سازد.
شرکت Graphite Innovation and Technologies پوشش ضدخزه سخت با قابلیت تمیزشوندگی آسان و بدون نیاز به استفاده از لایه آستری را تولید کرده است. این پوشش هوشمند کامپوزیتی بر اساس فناوری نانومواد ساخته شده است. گرافن ماده‌ای با مقاومت مکانیکی بالا، اصطکاک کم و چقرمگی بالاست. این شرکت بیش‌تر از 3 سال است که مشغول مطالعه جهت تولید سطوح سخت و پایدار بدون خروج تدریجی مواد سمی و میکروپلاستیک‌ها به اقیانوس است. خواص پوشش دارای سطح نرم با صرفه-جویی در هزینه‌ها تحت عنوان فناوری ضدخزه است.
در این پوشش‌ها از فناوری سبز و استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری و مواد تجدیدپذیر استفاده شده است. میزان مواد آلی فرار این پوشش‌ها، صفر درصد بوده در حالی‌که در پوشش‌های تجاری با کاربرد مشابه، این میزان نزدیک به 40 درصد است. این پوشش‌ها در سال 2022 وارد بازار خواهند شد.
پوشش‌های ضدخزه:
پوشش‌های ضدخزه دارای خواص سطحی منحصر به فردی هستند. علم مواد امکان مطالعه عمیق برروی پروفایل سطح در مقیاس نانو و برهم‌کنش‌های شیمیایی بین آب اقیانوس و سطح پوشش را فراهم می‌آورد. در این جا، دو نوع پوشش سیلیکونی و فلوئورینه شده با پوشش‌های ضدخزه سخت جدید، مقایسه شده‌اند. پروفایل زبری سطح این پوشش‌ها تا 01/0 میکرون کاهش یافته که به آنها جلوه‌ای صاف و جذاب بخشیده و جریان‌پذیری آب بر روی سطح را بهبود بخشیده و نیروی کششی را که توسط کشتی‌ها احساس می شود کاهش می دهد (شکل 1).
مترجم: مهندس معصومه کاویانی دارانی، دانشجو دکتری مهندسی رنگ، پژوهشگاه رنگ
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 229 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در نیمه آبان ماه ۱۴۰۰ منتشر شده است بخوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
