В НИЦ "Курчатовский институт" разработали состав специального покрытия для защиты подводных объектов от биообрастания.
Его возможное применение — обработка днищ кораблей, нефтяных платформ, подводных трубопроводов и других конструкций. Накапливание морских организмов негативно влияет на их сохранность, а в случае с кораблями еще и приводит к увеличению расхода топлива и снижению скорости, а значит, к дополнительным экономическим издержкам. Ученые разных стран работают над созданием защитных противообрастающих покрытий, которые были бы одновременно и эффективны, и экологичны (то есть минимально токсичны для морских экосистем).
В лаборатории биотехнологий защиты окружающей среды Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий разработали биоцидный нанокомпозитный материал, содержащий в малых концентрациях химические соединения меди, цинка и наночастицы серебра, полученные биогенным синтезом с использованием клеток бактерий. Такой набор компонентов используется впервые.
— В результате исследований мы выяснили, что биогенные наночастицы серебра, введенные в полимерные материалы, сохраняют высокий уровень биоцидной активности и эффективно предотвращают рост различных видов микроорганизмов. При сочетании наночастиц с хелатами меди и цинка наблюдается кумулятивный эффект возрастания антимикробной активности, — комментирует Ольга Журавлева, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологий защиты окружающей среды.
Принцип работы нового нанокомпозитного покрытия состоит в высвобождении при контакте с водой активных биоцидных ионов меди, цинка и серебра. Они прикрепляются к клеткам микроорганизмов и проникают в них, запуская механизм выработки активных форм кислорода с нарушением внутренних процессов и целостности клетки. При этом наночастицы серебра обладают высоким уровнем антимикробной активности, поэтому их можно использовать в малой концентрации. Это снижает токсичную нагрузку состава на окружающую среду.
Как отметила Ольга Журавлева, наночастицы серебра, полученные биогенным синтезом с использованием микробных клеток, по характеристикам сопоставимы с теми, что синтезируются физико-химическими методами, и при этом менее токсичны для окружающей среды. Такой метод отвечает современным требованиям "зеленой" химии и при этом вполне экономичен.
В ходе испытаний ученые установили, что новый материал долгое время сохраняет свои противомикробные свойства и в морской, и в пресной воде. Также впервые проведены эксперименты по введению наночастиц серебра в состав полимерных нетканых материалов и смол, причем с сохранением биоцидной активности. Это перспективно для создания противообрастающих полимерных покрытий нового поколения.