對船舶而言，用環(huán)保型防污技術(shù)代替原有重金屬防污技術(shù)是當務(wù)之急。最近，研究員發(fā)現(xiàn)貝類生物是通過化學氧化分泌粘合物。針對這一性質(zhì)，研究員研究出一種新方法即使用抗氧化化合物來抑制粘合物的形成，最終控制附著在船舶上的生物。這種方法有望成為替代船舶重金屬防污技術(shù)的新星。

    研究人員正在研究新的環(huán)保方法，以控制黏著力強的貝類生物附在船上，因為它會給船增加50%的阻力和行駛耗油量。現(xiàn)在，基于普渡大學的一項研究，一種可控制附在船上黏著力強的水生貝類動物數(shù)量的新型環(huán)保方案應(yīng)運而生。

    據(jù)普渡大學化學與材料工程院的Jonathan Wilker教授介紹，貝類動物有著幾乎能附到任何表面的能力，包括聚四氟乙烯表面。由于這些貝類動物的依附會增加船舶的耗油量，就造成越洋船舶的燃料消耗量約占年度全球化石燃料消耗的3.5%。因此，船只上面經(jīng)常粉刷紅色、含的銅“防污”涂料，以減少像牡蠣、貽貝和藤壺這類動物的粘附。 因為銅從涂料里滲到水中，可以殺死處于幼蟲階段的動物。

    “當前防污涂料作用機制是通過釋放銅，來殺死船周圍水域的一切生物。但這帶來的問題就是，世界上所有主要港口都被重金屬銅污染了。 因此急需一種環(huán)保的方法來解決生物粘附。”

    現(xiàn)在，Wilker教授的研究小組提出了一種新方法，即依靠打亂生物粘附的化學氧化性質(zhì)從根本上解決粘附問題。

    他說：“近年來，我們已經(jīng)逐漸了解了貝類生物是如何依附的，但同時，我們的目標只是阻止生物粘附，而不是殺死它。”

    9月份，美國化學學會出版的期刊 Chemistry of Materials刊登了一篇研究論文，文中詳細地敘述了此研究結(jié)果。論文作者是研究生Chelsey A. Del Grosso、Thomas W. McCarthy、技術(shù)員Christopher L. Clark 、 Joshua L. Cloud、Wilker 。

    研究小組研究了動物是如何分泌出粘合物的。研究表明，動物通過化學氧化（或者移除蛋白質(zhì)分子中的電子）來分泌如此強的附著物。

    Wilker說：“如果你去掉一個電子，蛋白質(zhì)會更活躍，而且希望與其他蛋白質(zhì)結(jié)合，以擁有更多的電子。 這種氧化耦合正是解決粘附物問題所在。”

    貽貝伸出細長的纖維分泌出粘合物來附著表面。粘合物中的蛋白質(zhì)含有罕見的氨基酸二羥基苯丙氨酸，可以移除一個電子使其氧化，促進蛋白質(zhì)分子的“交聯(lián)”。 這種原理表明，涂料的替代品可以著重使用抗氧化化合物，以阻止化學氧化和抑制粘合物的形成。

    Wilker提到：“這些動物使用化學氧化來處理他們的粘合物，所以如果我們朝著相反的方向，制造一種抗氧化劑的表面會怎么樣呢？也許我們可以阻止粘合形成。”

    研究員進一步研究了這種方法，制造了抗氧化的表面而且定量分析了動物是怎樣依附的。他們發(fā)現(xiàn)涂料能讓其干燥且不需要消耗抗氧化劑，但仍會殘留一些粘附到水底下的底層板，因此如何處理水下的生物粘附仍是一個挑戰(zhàn)。 他們嘗試了許多方法，最終發(fā)現(xiàn)將抗氧化劑和涂料結(jié)合效果會更好。

    研究表明，濃度為25%抗氧化劑的涂料，其生物粘附降低了四分之一以上。

    Wilker說：“附著力明顯下降，但并不是消失，這里的主要目的是去檢驗想法，即化學氧化是生物膠形成的關(guān)鍵，可減少曲面能降低黏合強度。 證實這個想法之后，我們現(xiàn)在可以繼續(xù)改進涂料，證實它對船舶是有用的。”