منع الطلاء البيولوجي تحت الماء على السفن المستوحاة من السفن البحرية (الجزء الأول)

يسبب الاقتران مشكلة خطيرة تتمثل في زيادة سحب السفينة وإبطاء سرعتها وإهدار كبير للطاقة. كما تتسبب هذه الظاهرة في تغير النظام البيئي، نتيجة انتقال الكائنات الغريبة من ميناء إلى آخر في مناطق جغرافية مختلفة

بواسطة: يوسي كوهين

يتكون الحشف الحيوي البحري من مستعمرات من الكائنات الحية مثل البكتيريا والطحالب الدقيقة والطحالب والفطريات والقشريات واللافقاريات، التي تلتصق بأجسام السفن. يسبب الاقتران مشكلة خطيرة تتمثل في زيادة سحب السفينة وإبطاء سرعتها وإهدار كبير للطاقة. كما تتسبب هذه الظاهرة في تغير النظام البيئي، نتيجة انتقال الكائنات الغريبة من ميناء إلى آخر في مناطق جغرافية مختلفة.

الطريقة المقبولة لمنع تكوين هذا الطلاء البيولوجي على الأجسام الموجودة تحت الماء هي طلاءها بدهانات مضادة للحشف على السفن. العيب الرئيسي لهذه الطريقة هو أن هذه الدهانات تحتوي على عناصر كيميائية سامة مثل القصدير أو النحاس، والتي تنطلق في البيئة البحرية وتضر بالنباتات والحيوانات هناك، ولذلك تم حظر استخدام هذا النوع من الطلاء، وبدأ العلماء في ابحث عن مضادات الحشف، وهي أيضًا صديقة للبيئة. تظل العديد من أنواع الطحالب البحرية ذات سطح نظيف بمرور الوقت بفضل استخدام تقنيات الحماية الكيميائية أو الفيزيائية أو الميكانيكية أو التكافلية.

مستوحاة من هذه التقنيات الطبيعية، تم تطوير حلول هندسية صديقة للبيئة لمشكلة الاقتران. سنستعرض في هذا القسم التقنيات الفيزيائية والنفطية:

في تقنية الحماية المادية، يتم منع تطور الغشاء الحيوي على الطحالب البحرية بشكل رئيسي بفضل البنية الطبوغرافية الخاصة لسطحها. يقلل هذا الهيكل الخاص من نقاط الاتصال التي تسمح للكائنات الحية بالالتصاق بها. على سبيل المثال، يتميز جلد سمك القرش ببنية مجهرية من الأخاديد ذات الشكل الماسي، والتي تسمح له بالتحرك بسرعة وتمنع تراكم الأغشية الحيوية على جلده. مستوحاة من جلد سمك القرش، تم تطوير طلاء السيليكون (تحت الاسم التجاري Sharklet) الذي يشبهه في هيكله. أدى تطبيق Sharklet على الأسطح تحت الماء إلى تقليل تراكم الكائنات الحية على أسطحها بشكل كبير.

Sealcoat هو طلاء تجاري مضاد للحشف، تم تطويره مؤخرًا مستوحى من فراء الفقمات. يحتوي Sealcoat على ألياف تحاكي فراء الفقمة وتمنع تكوين الغشاء الحيوي لمدة خمس سنوات تقريبًا.

قامت شركة Nippon Paint بتطوير Hydro-Gel مع طلاء مضاد للحشف يسمى A-LF-Sea.

يمنح هذا الطلاء جسم السفينة تأثير احتكاك أقل بنسبة 15% مقارنة بتأثير الاحتكاك مع الطلاء التقليدي، وبالتالي توفير حوالي 10% من استهلاك الوقود وانخفاض ملحوظ في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. براءة اختراع تقليل الاحتكاك في الطلاء أ-LF-البحر تم تطويره مستوحى من سمكة التونة، القادرة على تطوير سرعة سباحة هائلة تصل إلى 100 كم/ساعة بفضل الطبقة المخاطية التي تغلف جلدها وتقلل من احتكاكها بالماء.

في الفصل التالي، سنتناول بالتفصيل الطرق الكيميائية والميكانيكية والتكافلية لمنع تراكم أدوات التوصيل للسفن البحرية.

مصدر الخبر :

1. استراتيجيات المحاكاة الحيوية في الطلاءات المضادة للحشف على السفن بقلم ماريا سالتا - مجلة Ocean Tech. المجلد. 9، رقم 4، 2014
2. هل يمكن أن توفر المحاكاة الحيوية والإلهام الحيوي حلولاً للتحكم في التلوث؟ بقلم إميلي رالستون وجيفري سوين - مجلة جمعية التكنولوجيا البحرية - يوليو / أغسطس 2011، المجلد 45، العدد 4.
3. اكزو نوبل – كثافة العمليات. الطلاءات البحرية - تكنولوجيا الطلاءات - ما هو التلوث؟