作者:冯丹青等 来源:《国际生物腐蚀与生物降解》 发布时间:2022/3/20 16:44:33
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海洋原位仪器防生物污损有新招

 

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论文截图

3月18日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所光电工程技术中心海洋传感器研制团队,与厦门大学海洋与地球学院海洋污损生物及其防除研究团队的最新合作研究成果发表于International Biodeterioration & Biodegradation。

合作团队通过在厦深两地亚热带海区长时间海上实际试验,研究了天然产物基防污涂料对六种常用海洋传感器金属与非金属材料的防污效能。厦门大学海洋与地球学院博士生郝欢欢和深圳先进院博士生刘鹏为论文的并列第一作者,厦门大学教授冯丹青和深圳先进院正高级工程师李剑平为论文的共同通讯作者。

对于长期部署在海水中的各类仪器来说,生物附着是一个严重的问题,它会缩短仪器的使用寿命,增加人工维护的频率和成本,并导致观测信号的漂移和数据误差。因此,必须对仪器外部进行防污处理。

对原位仪器外壳材料表面涂覆防污涂料是减少生物附着的主要方法之一,但现有的防污涂料例如重金属基涂料有较强的毒性,不仅会污染海水环境,还有可能对仪器监测的生物对象有害;而另外一些低表面能涂料的静态防污效果较差,并不适用于静态部署于海水中的传感器。针对该问题,深圳先进院团队和厦门大学团队开展密切合作,在亚热带海区研究了在真实海水环境下天然产物(喜树碱,CPT)基防污涂料对不同材料仪器外壳的防污效能。

在该研究中,深圳先进院团队首先将6种常用的海洋仪器外壳材料(316L不锈钢、TC4钛合金、7075铝合金、聚甲醛、聚氯乙烯、特氟龙)制作成挂板,与厦大团队一起将挂板放置在厦门五缘湾海域水下,以试验厦大团队研发的CPT基防污涂料在上述材料表面的防污效能。

海试实验结果表明,CPT基防污涂料在海区3个月内在上述六种材质上均显示出优异的防生物附着效能,未涂覆涂料的对照区域长满了污损生物,但涂覆涂料的区域保持了表面洁净。在海区实测9个月后,涂覆涂料区域的污损生物仍明显少于对照区域,尤其是在塑料材质上的防生物附着效能要优于金属材质。

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经CPT基涂料处理(右)与未处理(左)的海洋原位传感器外壳生物附着情况对比 研究团队供图

此外,双方还通过在深圳大亚湾海域浮标平台的实际部署,开展了CPT基防污涂料对三种深圳先进院团队研发的原位传感器的防污效能海上试验。浮标海试结果表明,CPT基涂料用于水下原位传感器时,可以使原位传感器外壳表面保持洁净至少超过4个月,与未经涂料处理的情况(平均2周维护周期)相比,大大延长了传感器的免维护周期。

该技术不仅降低了海洋仪器维护的人力成本,还增强了传感器在海洋环境下工作的可靠性。因此,基于CPT的涂料可以作为一种有效、高效的抵抗生物污损解决方案,用于提升海洋仪器在真实海洋环境中的长期水下工作能力。(来源:中国科学报 刁雯蕙)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2022.105400

 
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