Трение, коррозия и биологический рост являются тремя ключевыми проблемами в судоходстве. Исследовательский проект «Воздухоудерживающие поверхности» (Ares) - проект сотрудничества между Технологическим институтом Карлсруэ (KIT) и университетами Бонна и Ростока - исследует новые корабельные покрытия, которые постоянно удерживают воздушный слой под водой и, таким образом, помогают уменьшить три проблемы. Арес был удостоен награды за свои исследования Федеральным министерством образования и науки (BMBF).
Картинная галерея
Картинная галерея с 5 картинками
Воздушное покрытие между кораблем и водой
Ares исследует судовые покрытия, которые позволяют надолго удерживать воздушный слой под водой, тем самым уменьшая сопротивление трению поверхностей. В то же время они предотвращают выброс токсичных веществ из лакокрасочного покрытия судна, а также загрязнение и коррозию, предотвращая контакт между кораблем и водой. Координатор Томас Шиммель, который работает в Институте нанотехнологий KIT (INT), вместе со своей рабочей группой разрабатывает подводные поверхности для удержания воздуха, основанные на эффекте Сальвиния.
Эффект Salvinia стабилизирует воздушный слой
Эффект Salvinia позволяет некоторым растениям, таким как плавательный папоротник Salvinia molesta, дышать даже под водой. Он делает это с помощью своих особых волос, которые по форме напоминают маленькие веники и характеризуются особой химической неоднородностью: отдельные волоски с одной стороны водоотталкивающие, но у каждого отдельного волоса есть водоотталкивающий наконечник, который прилипает к воде, как точка склеивания, и поэтому закрытый воздушный слой постоянно стабилизирован.
Загрязнение воздуха может решить основные проблемы с доставкой
«После того, как мы поняли эффект Сальвинии, мы осознали экономический и экологический потенциал технической реализации», - сообщает Шиммель. Потому что, по данным института, около 90 процентов мировой международной торговли осуществляется на судах. Окружение кораблей под водой с воздушной оболочкой может решить три ключевые проблемы судоходства: трение, коррозия и чрезмерный рост морских организмов. «Мы разработали искусственные поверхности, которые удерживают такой воздушный слой под водой. Ранние прототипы, которые мы погрузили более пяти лет назад, все еще покрыты постоянным слоем воздуха ».
Бионика
Новые общие принципы, обнаруженные в авионике
Бионические корабельные покрытия снижают трение
Бионические покрытия для судов должны создаваться на основе таких поверхностей, которые постоянно удерживают воздух под водой («технология нанесения покрытия»), на котором судно покрыто смазывающим слоем воздуха под водой. Новая, экологически чистая технология предлагает потенциал для снижения трения, в то же время обеспечивает основу для экологически чистого противообрастания без выброса яда в море, а также обеспечивает защиту от коррозии. До сих пор корпуса против обрастания обрабатывались красками, содержащими тяжелые металлы, для предотвращения чрезмерного роста с помощью водорослей и мидий.
Видео BMBF показывает, как реализуется эффект Сальвинии:
Уменьшение трения может повысить энергоэффективность
«Мы смогли показать, что технология воздушного покрытия снижает трение примерно на 20 процентов, потому что трение между кораблем и водой заменяется трением между кораблем и воздухом», - объясняет Шиммель. «Таким образом, инновационные поверхности могут повысить энергоэффективность в будущем и внести важный вклад в нашу окружающую среду».
Самоклеящаяся пленочная система удерживает слои воздуха на поверхностях
Технология воздушного покрытия в настоящее время систематически развивается: в проекте ЕС Aircoat, который научно координирует плесень, партнеры осуществляют удержание воздушных слоев на поверхностях под водой, используя систему самоклеющейся пленки.
По цене проверки
Федеральное министерство образования и научных исследований поддержало проект Ares с помощью меры финансирования «Подтверждение инновационного потенциала научных исследований». Награда за валидацию присуждается проектам, которые убедительно внедрили результаты этапа валидации в использование и применение.