قامت مجموعة الضرر المزدوج والتمديد العمري للمواد للبيئات الشديدة في معهد نينغبو لتكنولوجيا المواد والهندسة (NIMTE) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) بتطوير طلاء جديد من السيليكون القابل للتحلل والهيدروجيل ، مما يوفر أداء تآزري مثير للإعجاب لمكافحة التلوث الحيوي للتطبيقات البحرية.

ونشرت الدراسة في Small.

تواجه المعدات الهندسية البحرية والبنية التحتية تحت الماء تحديات خطيرة من التلوث الميكروبي ، مما يؤدي إلى تدهور الأداء وزيادة تكاليف الصيانة ومخاطر السلامة المحتملة.

وتشمل التقنيات التقليدية لمكافحة التلوث مبيدات حيوية سامة للغاية، والتي غالبا ما تؤدي إلى تلوث بيئي خطير. البدائل الحالية الصديقة للبيئة، مثل الهيدروجيلات والسيليكون، لا تزال تكافح مع ضعف كفاءة مكافحة التلوث ومتانة محدودة.

جمع الباحثون في NIMTE طريقة سول-جيل سهلة مع كيمياء قاعدة شيف ، وتحقيق البوليمر المشترك الانتقائي للمونومرات الميدانية ، والمونومرات الميدانية المرنة ، والمونومرات المضادة للميكروبات ، والمونومرات القابلة للتحلل.

يتيح الطلاء المضاد للتلوث الهجين من السيليكون والهيدروجيل المطور آلية حماية أربعة أبعاد ، بما في ذلك إطلاق التلوث ، ومقاومة التلوث ، وقتل التلوث ، والسطح المتجدد ذاتياً. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت قابلية التحلل المسيطر عليها ومرونة متميزة بقسوة 0.135.

حقق الطلاء المثالي فعالية مبيدة للبكتيريا استثنائية مع كفاءة القضاء على البكتيريا بنسبة 98.8٪ ومعدل مضاد للالتصاق بنسبة 99.8٪.

"تؤكد الاختبارات ذات الصلة أن هذا الطلاء المبتكر يجمع بين الكفاءة العالية وطول العمر الاستثنائي في التلوث الحيوي البحري"، قال الدكتور يان مينغلونغ، المؤلف الأول للدراسة. "العمر النظري لمدة 5.5 سنوات بسمك 200 ميكرومتر يمثل تقدما كبيرا على الحلول القائمة".

ويوفر هذا النموذج الرائد للوقاية دعما تقنيا حاسما للتطور المستدام للمعدات البحرية والأجهزة الطبية.  

طلاء السيليكون الهيدروجيل مع أداء تآزري مثير للإعجاب ضد التلوث الحيوي (الصورة بواسطة NIMTE)

المصدر: معهد نينغبو لتكنولوجيا المواد والهندسة