Биообрастание

редактировать

Текущий измерительный прибор, инкрустированные мидиями зебры Растительные организмы, бактерии и животные (пресноводные губки ) покрыли ( загрязнена) оболочка электрического кабеля в канале (Mid- Deûle в Лилле, север Франции).

Биообрастание или биологическое обрастание - это накопление микроорганизмов, растений, водорослей или мелких животных на влажных поверхностях, механическая функция, вызывающая структурные или другие функциональные недостатки. Такое накопление называется эпибиозом, когда поверхность хозяина является другим организмом, и отношения не являются паразитическими.

Противообрастающее - это способность специально разработанных материалов и покрытий удалять или предотвращать биообрастание любым организмом на увлажненных поверхностях. Биообрастание может происходить практически везде, где есть вода, биообрастание представляет опасность для самых разных объектов, таких как медицинские устройства и мембраны, а также для целых областей, таких как производство бумаги, пищевая промышленность, подводное строительство и опреснительные установки.

В частности, накопление биообрастаний на морских судах представляет собой серьезную проблему. В некоторых случаях могут быть повреждены конструкции корпуса и двигательные установки. Накопление биообрастающих частиц на корпусах может увеличить как гидродинамический объем судна, так и гидродинамическое трение, что приводит к увеличению сопротивления до 60%. Было замечено, что увеличение лобового сопротивления снижает скорость до 10%, что может потребовать увеличения количества до 40% для компенсации. Используемое топливо, как правило, составляет до половины затрат на морские перевозки, методы предотвращения обрастания, по оценкам, значительно экономят судоходную отрасль. Использование повышенного выброса топлива из-за биообрастания неблагоприятного воздействия на окружающую среду, увеличит выбросы диоксида углерода и диида серы на 38-72% к 2020 году соответственно.

Разнообразные противообрастающие Исторически применялись методы борьбы с биообрастанием. Недавно ученые начали исследовать методы защиты от обрастания, вдохновленные живыми организмами. Этот тип имитации известен как биомимикрия.

Содержание

  • 1 Биология
    • 1.1 Формирование экосистемы
  • 2 Воздействие
  • 3 Обнаружение
  • 4 Противообрастающие
    • 4.1 Биоциды
    • 4.2 Нетоксичные покрытия
      • 4.2.1 Адгезивные белки мидий
    • 4.3 Энергетические методы
    • 4.4 Другие методы
  • 5 История
  • 6 Исследования
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Дополнительная литература

Биология

Разнообразие биообрастающих организмов очень разнообразно и простирается далеко за пределы прикрепления ракушек и морских водорослей. По некоторым оценкам, более 1700 видов, составляющих более 4000 организмов, ответственны за биообрастание. Биообрастание подразделяется на микрообрастание - образование биопленки, и бактериальную адгезию - и макрообрастание - прикрепление более крупных организмов. Из-за особой химии и биологии, которые определяют, что препятствует их оседанию, организмы также классифицируются как твердым и мягким обрастанием. Известковые (жесткие) обрастающие организмы включают ракушки, покрывающие корку мшанок, моллюсков, полихеты и другие трубчатые черви и мидии зебры. Примерами некальцинированных (мягких) организмов обрастания являются водоросли, гидроиды, водоросли и «слизь» из биопленок. Вместе эти организмы образуют сообщество обрастания.

Формирование экосистемы

Начальный процесс биообрастания: (слева) Покрытие погруженного «субстрата» полимерами. (движется вправо) Присоединение бактерий и формирование матрицы внеклеточного полимерного вещества (EPS).

Обрастание морской среды обычно описывается как четыре стадии развития экосистемы. В течение первой минуты взаимодействия Ван-дер-Ваальса приводит к тому, что погруженная поверхность покрывается кондиционирующей пленкой из полимеров. В следующие 24 часа этот слой позволяет осуществлять бактериальной адгезии происходящее с прикреплением как диатомовых водорослей, так и бактерий (например, vibrio alginolyticus, pseudomonas putrefaciens ), запускруя формирование биопленки. К концу первой недели богатые питательными веществами и лег прикрепления к биопленке позволяют вторичным колонизатором спор макроводорослей (например, enteromorpha Кишечник, ulothrix ) и простейших (например, vorticella, Zoothamnium sp.) Прикрепляться. В течение 2–3 недель прикрепленные третичные колонизаторы - макрофоулеры. Сюда входят оболочники, моллюски и одесситы Книдарианцы.

Удар

Мертвое биообрастание под деревянной лодкой (деталь)

Правительство и промышленность тратят больше, чем США 5, 7 миллиарда долларов в год на предотвращение и контроль морского биообрастания. Биообрастание происходит повсеместно, но с точки зрения наиболее значимо для судоходной отрасли, поскольку обрастание корпуса судна увеличивает лобовое сопротивление, сниженная общая гидродинамические характеристики судна, и увеличивает расход топлива.

Биообрастание также встречается во многих случаях, когда жидкость на водной основе контактируют с другими материалами. Промышленно важные воздействия оказываются на поддержание марикультуры, мембранных систем (например, мембранных биореакторов и обратного осмоса мембран со спиральной намоткой) и охлаждающей воды циклы крупного промышленного оборудования и электростанций. Биообрастание может происходить в нефтепроводах, транспортирующих масла с увлеченной водой, особенно те, которые транспортируют отработанные масла, ставочно-охлаждающие жидкости, масла, масла,шие водорастворимы в результате эмульгирования и гидравлические масла.

К другим механизмам, влияющим на биообрастание, относится микроэлектрохимические устройства для доставки лекарств, машины для производства бумаги и целлюлозы, подводные инструменты, трубопроводы системы противопожарной и форсунки, спринклерной системы. В скважинах с грунтовыми водами накопление биообрастания может ограничивать скорость извлекаемого потока, как в случае с наружными и внутренними поверхностями трубопроводов, прокладывающих воду в океане, где часто удаляются загрязнения с помощью процесса очистки труб. Помимо вмешательства в механизмы, биообрастание также происходит на поверхности живых морских организмов, когда оно известно как эпибиоз.

Медицинские устройства часто включают радиаторы с вентиляторным охлаждением для охлаждения своих электронных компонентов. Эти системы включают иногда фильтры HEPA для сбора микробов, некоторые патогены проходят через эти фильтры, накапливаются внутри устройства и, в конечном итоге, выдуваются и заражают других пациентов. Использования, используемые в работе, редко включают в себя вентиляторы, чтобы свести к минимуму вероятность заражения. Кроме того, высокопроизводительные компьютеры, бассейны, системы питьевого водоснабжения и другие изделия, используемые в системах трубопроводы для жидкости, подвержены риску биообрастания, поскольку происходит биологический рост.

Исторически в центре внимания обнаружились серьезные последствия биологического обрастания для скорости морских судов. В некоторых случаях могут быть повреждены конструкции корпуса и двигательные установки. Со временем накопление биообрастающих частиц на корпусе увеличивает гидродинамический объем судна, так и эффекты трения, приводящие к увеличению сопротивления до 60%. Дополнительное сопротивление может снизить скорость до 10%, что может потребовать до 40% увеличения потребления топлива для компенсации. Как правило, топливо составляет до половины затрат на морской транспорт, биообрастание, по оценкам, обходится только ВМС США примерно в 1 миллиард долларов в год в виде увеличения расхода топлива, содержания и мер по контролю за биообрастанием. Повышенное потребление топлива из-за биообрастания неблагоприятного воздействия на окружающую среду, по прогнозам, увеличит выбросы диоксида углерода и диоксида серы на 38-72% к 2020 году.

Биообрастание также влияет на аквакультуру, увеличивая при этом производственные и управленческие затраты. ценность продукта. Сообщества, вызывающие обрастание, могут напрямую конкурировать с моллюсками за пищевые ресурсы, препятствовать доставке их пищи и кислорода за счет потока воды вокруг моллюсков или мешать открытию клапанов. Следовательно, запасы, стимулирующие биообрастание, могут вызвать снижение роста, состояния и выживаемости с последующим воздействием на производительность фермы. Несмотря на то, что существует множество методов удаления, они часто действуют на культивируемые виды, иногда в большей степени, чем на сами организмы-обрастатели.

Обнаружение

Судоходные компании исторически полагались на плановое удаление биообрастающих механизмов для предотвращения таких отложений. управляемый уровень. Однако скорость нарастания может широко варьироваться в зависимости от судна и условий эксплуатации, поэтому предсказать приемлемые интервалы между очистками сложно.

Производители светодиодов разработали ряд оборудования UVC (250-280 нм), которое может обнаруживать нарастание биообрастания и даже предотвращать его.

Обнаружение обрастания основывается на своем биомассы флуоресценции. Все микроорганизмы содержат естественные внутриклеточные флуорофоры, которые при возбуждении излучают в УФ-диапазоне. В УФ-диапазоне такая флуоресценция возникает из-за трех ароматических аминокислот - тирозина, фенилаланина и триптофана. Легче всего триптофан, который излучает на длине волны 350 нм при облучении на длине волны 280 нм.

Противообрастающий

(A) Необработанная поверхность, (B) покрытие, содержащее биоцид, которое отталкивает или убивает (C) поверхность прилипания

Противообрастающие - это процесс предотвращения образования скоплений. В промышленные процессы, биодиспергаторы люди для контроля биообрастания. Менее контролируемой средой организмы уничтожаются или отталкиваются покрытия с использованием биоцидов, термической обработки или импульсов энергии. Нетоксичные механические стратегии, предотвращающие прикрепление или создание покрытия со скользкой поверхностью, создание поверхности со сверхнизким загрязнением с использованием цвиттерионов или наномасштаба топология поверхности похожа на на кожа акул и дельфинов, которая имеет только плохие точки привязки.

Биоциды

Биоциды - это химические вещества, которые сдерживают микроорганизмы, ответственные за биообрастание. Химические вещества включаются в противообрастающее покрытие поверхности, как правило, посредством физической адсорбции или посредством изменения внутренней поверхности. Биообрастание происходит на поверхностях после образования биопленки. Биопленка интуитивно понятная, на которой через прикрепляться более крупные микроорганизмы. В морской среде это накопление обычно заканчивается насадкой ракушкой. Биоциды часто нацелены на микроорганизмы, которые представляют собой биопленку, обычно на бактерии. После смерти они не могут распространяться и могут отделяться. Другие биоциды токсичны для более крупных организмов, образующихся при биообрастании, таких как грибы и водоросли. Наиболее часто используемым биоцидом и противообрастающим агентом является фрагмент трибутилолова (ТБТ). Он токсичен как для микроорганизмов, так и для более крупных организмов. Биоциды также добавить в воду бассейна, питьевую воду и жидкостные трубопроводы для охлаждения электроники, чтобы контролировать биологический рост.

Преобладание TBT и других противообрастающих покрытий на основе олова на морских судах было серьезной экологической проблемой. Было показано, что TBT наносит вред многим морским организмам, в частности, устриц и моллюскам. Чрезвычайно низкая концентрация фрагмента трибутилолова (TBT) вызывают дефектный рост раковины у устрицы Crassostrea gigas (в 20 нг / л) и развитие мужских качеств у женских гениталий в собачий моллюск Nucella lapillus (где изменение характеристик гонад начинается с 1 нг / л).

Международное морское сообщество отказалось от использования органических веществ на основе органтина. покрытия. Этот поэтапный отказ от токсичных биоцидов на морских покрытиях создал серьезную проблему для судоходной отрасли; это представляет собой серьезную проблему для производителей покрытий по разработке альтернативных технологий. Активно исследуются более безопасные методы контроля биообрастания. Соединения меди используются в красках, теплоотвода внутри медицинской электроники и пропаганда в качестве металлического покрытия (Muntz metal, который был создан специально для этой цели), хотя до сих пор ведутся споры о безопасности меди.

Нетоксичные покрытия

Общее представление о нетоксичных покрытий. (Покрытие представлено здесь как слой светло-зеленого горошка.) Они предотвращают прикрепление белков и микроорганизмов, предотвращает прикрепление прикрепленных белков, таких как ракушки. Более крупным организмам требуется биопленка для прикрепления, состоящая из белков, полисахаридов и микроорганизмов.

. Нетоксичные антипригарные покрытия предотвращают прикрепление микроорганизмов, что исключает использование биоцидов. Эти покрытия обычно основаны на полимерах, которые позволяют использовать дополнительные функции, такие как антимикробная активность.

Есть два класса нетоксичных противообрастающих покрытий. Наиболее распространенный класс основан на низком трении и низкой поверхностной энергии. Низкая поверхностная энергия приводит к гидрофобным поверхностным. Эти покрытия гладкую поверхность, которая может прикрепление более мелких микроорганизмов. Например, обычно используются фторполимеры и силиконовые покрытия. Эти покрытия экологически инертны, но имеют проблемы с механической прочностью и долговременной стабильностью. В частности, по прошествии дней биопленки (слизь) могут покрывать поверхность, что скрывает химическую активность и позволяет микроорганизмам прикрепляться. Текущий стандарт для этих покрытий - полидиметилсилоксан, или PDMS, который состоит из неполярной основной цепи, состоящей из повторяющихся звеньев элементов кремния и кислорода. Неполярность PDMS позволяет биомолекулам легко адсорбироваться на его поверхности, чтобы снизить межфазную энергию. Однако PDMS также имеет низкий уровень упругости, что позволяет высвобождать организмы-обрастания на скорости более 20 узлов. Зависимость от скорости судна обеспечивает использование PDMS на медленно движущихся судов или судов, которые проводят большое количество времени в порту.

Второй класс нетоксичных противообрастающих покрытий - это гидрофильные покрытия. Они уменьшаются на большое количество гидратации, чтобы увеличить энергетический штраф за удаление воды для белков и микроорганизмов. Наиболее распространенные примеры этих покрытий основаны на высокогидратированных цвиттерионах, таких как глицин бетаин и. Эти покрытия также обладают низким коэффициентом трения, но некоторые считают, что они превосходят гидрофобные поверхности, поскольку они предотвращают образование биопленки. Эти покрытия еще не поступили в продажу и используются в рамках системы безопасности Управления экологических исследований по разработке экологически безопасных биомиметических покрытий для кораблей.

Мидии. адгезивные белки

Один из наиболее распространенных методов защиты от обрастания - это выращивание полимерных цепей на поверхности, часто с помощью полиэтиленгликоля или PEG. Однако существуют проблемы при создании функционализированной поверхности, на которой можно выращивать цепи PEG, особенно в водной среде. Исследователи смогли изучить методы, с помощью которых обыкновенная голубая мидия Mytilus edulis 'прикрепляться к твердым поверхностям в морской среде с помощью адгезионных белков мидий или MAP. MAP обычно содержат несколько белков, из которых наиболее распространенной повторяющейся последовательностью является Ala-Lys-Pro-Ser-Tyr-транс-2,3-цис-3,4-дигидроксипролин (DHP) -Hyp-Thr-3,4-дигидроксифенилаланин. (DOPA ) -Лис. Считается, что включение гидроксилированных аминокислот DHP и DOPA способствует адгезивной природе MAP. Недавние исследования изучали возможность использования короткой цепи остатков ДОФА в качестве адгезивной концевой группы для необрастающих полимеров ПЭГ, которые показывают перспективность адсорбции на определенных металлических поверхностях. Увеличение количества остатков ДОФА до трех значительно улучшает общее количество адсорбированных полимеров ДОФА-ПЭГ и проявляет противообрастающие свойства, превосходящие большинство других методов функционализации полимеров с прививкой.

Противообрастающие характеристики ПЭГ хорошо задокументированы, но срок службы таких покрытий обсуждается из-за гидролиза цепей PEG на воздухе, а также из-за низких концентраций ионов переходных металлов, присутствующих в морской воде. Используя остатки ДОФА в качестве точек прикрепления, исследуются новые полимеры, сходные по структуре с полипептидным остовом белков, такие как пептидомиметический полимер (PMP1). PMP1 использует повторяющееся звено N-замещенного глицина вместо этиленгликоля для придания противообрастающих свойств. N-замещенный глицин структурно подобен этиленгликолю и является гидрофильным, поэтому легко растворяется в воде. В контролируемых исследованиях было установлено, что титановые поверхности с покрытием PMP1 устойчивы к биообрастанию в течение 180 дней, даже при постоянном добавлении микроорганизмов и воздействии на них.

Энергетические методы

Импульсное лазерное облучение обычно используется против диатомовых водорослей. Технология плазменных импульсов эффективна против мидий зебры и работает, оглушая или уничтожая организмы с помощью микросекундной продолжительности подачи энергии в воду с помощью электричества высокого напряжения.

Есть несколько компаний, которые предлагают альтернативы необрастающим покрытиям на основе красок с использованием ультразвуковых преобразователей устанавливается внутри или вокруг корпуса малых и средних лодок. Исследования показали, что эти системы могут помочь уменьшить обрастание, инициируя всплески ультразвуковых волн через среду корпуса в окружающую воду, убивая или денатурируя водоросли и другие микроорганизмы, которые образуют начало последовательности обрастания. Системы не могут работать на лодках с деревянным корпусом или лодках с мягким композитным материалом, например деревом или пеной. В основе этих систем лежит технология, доказанная для контроля цветения водорослей.

Аналогичным образом, другой метод, показавший свою эффективность против скоплений водорослей, передает короткие высокоэнергетические акустические импульсы по трубам.

Медицинская промышленность использует различные энергетические методы для решения проблем бионагрузки, связанных с биообрастанием. Автоклавирование обычно включает нагрев медицинского устройства до 121 ° C (249 ° F) в течение 15–20 минут. Ультразвуковая очистка, УФ-свет и химическая очистка или всплытие также могут использоваться для различных типов устройств.

Другие методы

Режимы периодического использования тепла для обработки теплообменного оборудования и труб были успешно использованы для удаления мидий из систем охлаждения электростанций с использованием воды при температуре 105 ° F (40 ° C) в течение 30 минут.

Медицинские устройства, используемые в операционных, отделениях интенсивной терапии, изоляторах, лабораториях биологического анализа и других зонах с высоким риском загрязнения, имеют отрицательное давление (постоянный выхлоп) в помещениях, соблюдают строгие протоколы очистки, требуют оборудования без вентиляторы и часто обтягивают оборудование защитным пластиком.

По состоянию на 2016 год исследователи показали, что облучение глубоким ультрафиолетом UVC, бесконтактное, нехимическое решение, которое можно использовать с целым рядом инструментов. Излучение в диапазоне УФС предотвращает образование биопленок за счет деактивации ДНК в бактериях, вирусах и других микробах. Предотвращение образования биопленки предотвращает прикрепление более крупных организмов к инструменту и, в конечном итоге, выведение его из строя. (Хари Венугопалан, Photonic Frontiers: светодиоды - светодиоды UVC сокращают биообрастание в морской среде, Laser Focus World (июль 2016), стр. 28–31 [1] )

История

Биообрастание, особенно на судах, имеет было проблемой с тех пор, как человечество плавает по океанам. Самое раннее письменное упоминание о обрастании принадлежит Плутарху, который записал такое объяснение его влияния на скорость корабля: «когда сорняки, ил и грязь прилипают к его бокам, удар корабль более тупой и слабый; и вода, попадая на эту липкую материю, не так легко отделяется от нее; и это причина, по которой они обычно прокалывают свои корабли ".

Использование смолы и Медь как метод защиты от обрастания приписывалась древним мореплавателям, таким как финикийцы и карфагеняне (1500–300 гг. до н.э.). Воск, смола и асфальт использовались с древних времен. Арамейские записи датируются 412 годом. BC рассказывает о днище корабля, покрытом смесью мышьяка, масла и серы. В Deipnosophista e, Афиней описал усилия по предотвращению обрастания, предпринятые при постройке большого корабля Иерона Сиракузского (умер в 467 г. до н.э.)

До 18 века различные противообрастающие Были применены методы загрязнения с использованием трех основных веществ: «белое вещество», смесь поездного масла (китовый жир), канифоли и серы ; «Черное вещество», смесь гудрона и пека ; и "коричневый материал", который представлял собой простую добавку серы к черному. Во многих из этих случаев цель лечения неоднозначна. Есть споры о том, были ли многие из этих средств защиты от обрастания или, когда они использовались в сочетании со свинцом и деревянной обшивкой, просто предназначались для борьбы с растачиванием древесины корабельными червями.

Суда, доставленные на берег пролив Торреса и накренились в рамках подготовки к очистке корпуса

В 1708 году Чарльз Перри предложил медную оболочку явно в качестве противообрастающего устройства, но первое Эксперименты с обшивкой HMS Alarm проводились только в 1761 году, после чего днище и борта килей и ложных килей нескольких кораблей были обшиты медными пластинами.

Медь хорошо себя зарекомендовала. защищая корпус от вторжения червей и предотвращая рост сорняков, поскольку при контакте с водой медь образовывала ядовитую пленку, состоящую в основном из оксихлорида, которая отпугивала этих морских существ. Кроме того, поскольку эта пленка была слабо растворимой, она постепенно смывалась, не оставляя возможности для морских обитателей прикрепиться к кораблю. Примерно с 1770 года Королевский флот приступил к покрытию дна всего флота и продолжал до конца использовать деревянные корабли. Процесс был настолько успешным, что термин «медное дно» стал означать что-то очень надежное и безопасное.

С появлением железных корпусов в 19 веке медные оболочки больше не могли использоваться из-за его гальванического коррозионного взаимодействия с железом. Были опробованы противообрастающие краски, и в 1860 году первая практическая краска, получившая широкое распространение, была представлена ​​в Ливерпуле и была известна как краска для горячего пластика «McIness». Эти методы обработки имели короткий срок службы, были дорогими и относительно неэффективными по современным стандартам.

Изобретателем необрастающей краски был капитан (Schiffskapitan) Фердинанд Граверт, родившийся в 1847 году в Глюкштадте, Германия (тогда Дания). Он продал свою формулу в 1913 году в Талтале, Чили.

К середине двадцатого века краски на основе оксида меди могли удерживать судно вне сухого дока в течение 18 месяцев, или всего 12 месяцев в тропических условиях. воды. Более короткий срок службы был обусловлен быстрым выщелачиванием токсичного вещества и химическим превращением в менее токсичные соли, которые накапливались в виде корки, которая препятствовала дальнейшему вымыванию активной закиси меди из слоя под коркой.

1960-е гг. совершил прорыв, создав самополирующиеся краски, в которых использовалась способность морской воды гидролизовать связку сополимера краски и высвобождать накопленный токсин с медленной контролируемой скоростью. В этих красках использовались оловоорганические биотоксины («на основе олова»), такие как оксид трибутилолова (TBT), и они были эффективны в течение четырех лет. Открытие того, что эти биотоксины оказывают серьезное воздействие на марикультуру, оказывая биологическое воздействие на морскую жизнь при концентрации 1 нанограмм на литр, привело к их всемирному запрету Международной морской организацией в октябре. 2001. ТБТ, в частности, был описан как наиболее токсичный загрязнитель, когда-либо преднамеренно выпущенный в океан.

В качестве альтернативы оловоорганическим токсинам возродился интерес к меди в качестве активного агента в абляционных или самополирующихся красках., с заявленным сроком службы до 5 лет. Современные клеи позволяют наносить медные сплавы на стальные корпуса без гальванической коррозии. Однако сама по себе медь не защищена от обрастания диатомовыми водорослями и водорослями. Некоторые исследования показывают, что медь также может оказывать неприемлемое воздействие на окружающую среду.

Исследования

Современные эмпирические исследования биообрастания начались в начале 19 века с экспериментов Дэви, связывающих эффективность меди до уровня растворенного вещества. Понимание стадий образования возросло в 1930-х годах, когда микробиолог определил последовательность событий, инициирующих загрязнение погруженных поверхностей. Он показал, что прикреплению организмов должна предшествовать адсорбция органических соединений, которые теперь называются внеклеточными полимерными веществами.

Одним из направлений исследований является изучение взаимосвязи между смачиваемостью и анти- эффективность загрязнения. Еще одно направление - изучение живых организмов как источник вдохновения для новых функциональных материалов. В Университете Флориды был проведен пример биомиметического противообрастающего исследования, посвященного тому, как морские животные, такие как дельфины и акулы, могут эффективно сдерживать биообрастание на своей коже. Исследователи изучили наноразмерную структуру акул и разработали противообрастающую поверхность, известную в коммерческих целях как Sharklet. Исследования показывают, что наноразмерные топологии функционируют не только из-за уменьшения количества мест для прикрепления макропоглотителей, но также из-за того же термодинамического барьера, который представляет любая поверхность с низкой смачиваемостью.

Исследования материалов в превосходные противообрастающие поверхности для реакторов с псевдоожиженным слоем позволяют предположить, что пластмассы с низкой смачиваемостью, такие как поливинилхлорид («ПВХ»), полиэтилен высокой плотности и полиметилметакрилат («оргстекло») демонстрируют высокую корреляцию между их устойчивостью к бактериальной адгезии и их гидрофобностью.

Исследование биотоксинов, используемых организмами, выявило несколько эффективных соединений, некоторые из которых сильнее синтетических соединений. Буфалин, буфотоксин, оказался более чем в 100 раз мощнее, чем TBT, и более чем в 6000 раз более эффективным в борьбе с заселенными ракушками.

См. также

Ссылки

  1. ^Yebra, DM; Kiil, S.; Йохансен, К. (2004). «Противообрастающие технологии - прошлые, настоящие и будущие шаги к эффективным и экологически чистым противообрастающим покрытиям». Прогресс в органических покрытиях. 50 (2): 75–104. doi : 10.1016 / j.porgcoat.2003.06.001.
  2. ^ Владкова, Т. (2009), «Подход с модификацией поверхности для борьбы с биообрастанием», Морское и промышленное биообрастание, Springer Series on Biofilms, 4 (1): 135–163, doi : 10.1007 / 978-3-540-69796-1_7, ISBN 978-3-540-69794-7
  3. ^ LD Камеры; и другие. (2006). «Современные подходы к судовым необрастающим покрытиям» (PDF). Технология поверхностей и покрытий. 6 (4): 3642–3652. doi : 10.1016 / j.surfcoat.2006.08.129.
  4. ^ Виетти, Питер (4 июня 2009 г.), Новые покрытия корпусов кораблей ВМФ сокращают расход топлива, защищают окружающую среду, Управление военно-морских исследований, получено 21 мая 2012 г.
  5. ^ Виетти, П. (осень 2009 г.). «Новые покрытия корпуса сокращают расход топлива, защищают окружающую среду» (PDF). Токи: 36–38. Архивировано из оригинала (PDF) 5 октября 2011 г. Дата обращения 6 июня 2011 г.
  6. ^ Salta, M.; и другие. (2008). «Разработка биомиметических необрастающих поверхностей». Философские труды Королевского общества. 368 (1929): 4729–4754. Bibcode : 2010RSPTA.368.4729S. doi : 10.1098 / rsta.2010.0195. PMID 20855318.
  7. ^Алмейда, Э; Diamantino, Teresa C.; Де Соуза, Орландо (2007), «Морские краски: частный случай необрастающих красок», Progress in Organic Coatings, 59 (1): 2–20, doi : 10.1016 / j.porgcoat.2007.01.017
  8. ^ Станчак, Марианна (март 2004 г.), Биообрастание: это уже не просто ракушки, получено 21 мая 2012 г.
  9. ^ Йебра, Диего Месегер; Киил, Сорен; Дам-Йохансен, Ким (июль 2004 г.), «Противообрастающие технологии - прошлые, настоящие и будущие шаги в направлении эффективных и экологически безопасных противообрастающих покрытий», Progress in Organic Coatings, 50 (2): 75–104, doi : 10.1016 / j.porgcoat.2003.06.001, ISSN 0300-9440
  10. ^Rouhi (1998), http: //pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cen-v076n017.p041
  11. ^Океанографический институт Вудс Хоул (1952), «Последствия загрязнения», Морское обрастание и его предотвращение (PDF), Военно-морское ведомство США, Судовое бюро
  12. ^Фитридж, Исла; Демпстер, Тим; Гюнтер, Яна; де Нис, Рокки (9 июля 2012 г.). «Воздействие и контроль биообрастания в морской аквакультуре: обзор». Биообрастание. 28 (7): 649–669. doi : 10.1080 / 08927014.2012.700478. PMID 22775076.
  13. ^Сиверс, Майкл; Демпстер, Тим; Фитридж, Исла; Кео, Майкл Дж. (8 января 2014 г.). «Мониторинг сообществ, образующих биообрастание, может снизить воздействие на аквакультуру мидий, позволяя синхронизировать методы разведения с пиками поселений». Биообрастание. 30 (2): 203–212. doi : 10.1080 / 08927014.2013.856888. PMID 24401014. S2CID 13421038.
  14. ^Пит, Джозия Х.; Саутгейт, Пол С. (2003). «Обрастание и хищничество; как они влияют на рост и выживание жемчужной устрицы Pinctada margaritifera во время выращивания в питомниках?». Международная аквакультура. 11 (6): 545–555. doi : 10.1023 / b: aqui.0000013310.17400.97. S2CID 23263016.
  15. ^Сиверс, Майкл; Фитридж, Исла; Демпстер, Тим; Кео, Майкл Дж. (20 декабря 2012 г.). «Биообрастание приводит к уменьшению роста скорлупы и веса мякоти культивируемых мидий». Биообрастание. 29 (1): 97–107. doi : 10.1080 / 08927014.2012.749869. PMID 23256892. S2CID 6743798.
  16. ^Сиверс, Майкл; Фитридж, Исла; Буй, Саманта; Демпстер, Тим (6 сентября 2017 г.). «Лечить или не лечить: количественный обзор эффекта биообрастания и методов борьбы с моллюсками в аквакультуре для оценки необходимости удаления». Биообрастание. 33 (9): 755–767. doi : 10.1080 / 08927014.2017.1361937. PMID 28876130. S2CID 3490706.
  17. ^Венугопалан, Хари (июль 2016 г.). «Photonic Frontiers: светодиоды - светодиоды UVC уменьшают биообрастание морской среды». Laser Focus World. 52(7): 28–31.
  18. ^ Evans, S.M.; Leksono, T.; McKinnell, P.D. (January 1995), "Tributyltin pollution: A diminishing problem following legislation limiting the use of TBT-based anti-fouling paints", Marine Pollution Bulletin, 30(1): 14–21, doi :10.1016/0025-326X(94)00181-8, ISSN 0025-326X
  19. ^"Anti-fouling Systems".
  20. ^Greenwood, Bob (19 November 2006), "Antifouling - Copper not so bad after all?", Sailing World, retrieved 21 May 2012
  21. ^Gang Cheng; и другие. (2 June 2010), "Integrated Antimicrobial and Nonfouling Hydrogelsto Inhibit the Growth of Planktonic Bacterial Cells and Keep the Surface Clean", Langmuir, 26(13): 10425–10428, doi :10.1021/la101542m, PMID 20518560
  22. ^Brady, R.F. (1 January 2000), "Clean Hulls Without Poisons: Devising and Testing Nontoxic Marine Coatings", Journal of Coatings Technology, 72(900): 44–56, doi : 10.1007 / BF02698394, S2CID 137350868, заархивировано из исходного 11 июня 2014 г., получено 22 мая 2012 г.
  23. ^Krishnan, S; Weinman, Craig J.; Обер, Кристофер К. (2008), «Достижения в полимерах для поверхностей, препятствующих биологическому обрастанию», Journal of Materials Chemistry, 12 (29): 3405–3413, doi : 10.1039 / B801491D
  24. ^Jiang, S.; Цао, З. (2010), «Цвиттерионные материалы со сверхнизким обрастанием, функциональные и гидролизуемые цвиттерионные материалы и их производные для биологических применений», Advanced Materials, 22 (9): 920–932, doi : 10.1002 / adma.200901407, PMID 20217815
  25. ^ Далсин, Дж.; Мессерсмит, П. (2005). «Биоинспирированные полимеры против обрастания». Материалы сегодня. 8 (9): 38–46. doi : 10.1016 / S1369-7021 (05) 71079-8.
  26. ^Taylor, S.; и другие. (1994). «Транс-2,3-цис-3,4-дигидроксипролин, новая встречающаяся в природе аминокислота, является шестым остатком в тандемно повторяющихся консенсусных декапептидах адгезивного белка из Mytilus edulis». Варенье. Chem. Soc. 116 (23): 10803–10804. doi : 10.1021 / ja00102a063.
  27. ^Statz, A.; и другие. (2005). «Новые пептидомиметические полимеры для необрастающих поверхностей». Варенье. Chem. Soc. 127 (22): 7972–7973. doi : 10.1021 / ja0522534. PMID 15926795.
  28. ^Ли, TJ; Накано, К; Мацумара, М. (2001). «Ультразвуковое облучение для контроля цветения сине-зеленых водорослей». Environ Technol. 22 (4): 383–90. doi : 10.1080 / 09593332208618270. PMID 11329801. S2CID 22704787.
  29. ^Walch, M.; Mazzola, M.; Гротхаус, М. (2000), Демонстрация осуществимости импульсного акустического устройства для подавления биообрастания в трубопроводах с морской водой (pdf), Бетесда, Мэриленд: Военно-морской центр наземных боевых действий Carderock Div., NSWCCD-TR-2000 / 04, получено 21 мая 2012 г.
  30. ^Соммервилль, Дэвид К. (сентябрь 1986 г.), «Разработка программы контроля биообрастания на конкретном участке для электростанции в каньоне Диабло», Oceans 86 Proceedings, IEEE Conference Publications, стр. 227–231, doi : 10.1109 / OCEANS.1986.1160543, S2CID 110171493
  31. ^ Океанографический институт Вудс-Хоул (1952 г.), "История и предотвращение образования налетов", Морское обрастание и его предотвращение (PDF), Управление военно-морского флота США, Судовое бюро
  32. ^Плутарх (февраль 2002 г.), «Очерки и сборники», Полное собрание сочинений Плутарха, Том 3
  33. ^Калвер, Генри Э.; Грант, Гордон (1992), Книга старых кораблей, Dover Publications, ISBN 978-0486273327
  34. ^Афиней из Навократа, Деипнософисты, или Банкет ученых Афинея, Том I, Книга V, Глава 40 и далее.
  35. ^Лавери, Брайан (2000), вооружение и оснащение английских военных кораблей 1600-1815, Conway Maritime Press, ISBN 978-0-85177-451-0
  36. ^Дауд, Theodore (1983), An Assessment of Ablative оловоорганические необрастающие покрытия (AF), US Navy, ADA134019], получено 22 мая 2012 г.
  37. ^В центре внимания IMO - Anti-fouling systems (PDF), Международная морская организация, 2002 г., данные получены 22 мая 2012 г.
  38. ^Гайда, М.; Jancso, A. (2010), «Оловоорганические соединения, образование, использование, видообразование и токсикология», Ионы металлов в науках о жизни, Кембридж: издание RSC, 7, Металлоорганические соединения в окружающей среде и токсикология, doi : 10.1039 / 9781849730822-00111, ISBN 9781847551771, PMID 20877806
  39. ^Суэйн, Джеффри (сентябрь 1999 г.), " Новое определение необрастающих покрытий » (PDF), Journal of Protective Coatings Linings, Steel Structures Painting Council, 16 (9): 26–35, ISSN 8755- 1985, получено 23 мая 2012 г.
  40. ^Шор, Элизабет Нобл (1978), Институт океанографии Скриппса: исследование океанов с 1936 по 1976 гг., Сан-Диего, Калифорния: Tofua Press, p. 225, получено 21 мая 2012 г.
  41. ^Лаппин-Скотт, Хилари М. (2000), «Клод Э. Зобелл - его жизнь и вклад в микробиологию биопленок», Microbial Biosystems: New Frontiers, Proceedings of the 8th International Symposium on Microbial Ecology (PDF), Halifax, Canada: Society for Microbial Ecology, ISBN 9780968676332, получено 23 мая 2012 г.
  42. ^ML Карман; и другие. (2006), «Спроектированные микротопографии противообрастающих материалов - корреляция смачиваемости с прикреплением клеток» (PDF), Biofouling, 22 (1-2): 11-21, doi : 10.1080 / 08927010500484854, PMID 16551557, S2CID 5810987, заархивировано из оригинала (PDF) от 3 декабря 2013 г., получено 21 мая 2012 г.
  43. ^R. Оливейра; и другие. (2001), «Гидрофобность в бактериальной адгезии», Взаимодействие сообщества биопленок: шанс или необходимость? (PDF), BioLine, ISBN 978-0952043294
  44. ^Омаэ, Ивао (2003), «Общие аспекты противообрастающих красок, не содержащих олова» (PDF), Chemical Reviews, 103 (9): 3431–3448, doi : 10.1021 / cr030669z, PMID 12964877, получено 23 мая 2012 г.

Дополнительная литература

Последняя правка сделана 2021-05-12 06:45:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте