Der Bewuchs von Schiffen, Marines Fouling genannt, verursacht in der Schifffahrt jährlich Verluste von über 200 Milliarden Dollar, denn die Anlagerung von Algen, Muscheln oder Seepocken erhöht den Wasser-Widerstand und damit den Kraftstoffverbrauch. Entsprechend höher ist dadurch auch die Kohlendioxidemission (um weltweit etwa 250 Millionen Tonnen jährlich). Mit Antifouling-Farben kann das Problem zwar eingedämmt werden, allerdings belasten herkömmliche Biozide die Umwelt, außerdem können Mikroorganismen Resistenzen dagegen entwickeln. Einen biomimetischen Ansatz verfolgen Chemiker der Johannes Gutenberg Universität Mainz. Bestimmte Enzyme, die in Braunalgen und Rotalgen vorkommen, erzeugen Halogenverbindungen mit biozider Wirkung zum Selbstschutz der Algen vor anderen Organismen. Diesen Vorgang ahmen die Chemiker um Professor Tremel nun mit Nanopartikeln aus Vanadiumpentoxid nach. Vanadiumpentoxid fungiert als Katalysator und bildet aus Wasserstoffperoxid und Bromid kleine Mengen hypobromiger Säure, die für viele Mikroorganismen hoch toxisch ist und einen starken antibakteriellen Effekt zeigt. Die nötigen Reaktionspartner liegen im Meerwasser vor: Wasserstoffperoxid bildet sich in geringen Mengen unter Einwirkung von Sonnenlicht, Bromidionen sind im Meerwasser enthalten. Der Prozess wurde sowohl unter Laborbedingungen als auch in natürlichem Meerwasser nachgewiesen und verursacht, weil er sich nur an einer Mikrooberfläche abspielt, minimale Umweltbelastungen. Besonders effektiv ist das Metalloxid, wenn es in Form von Nanopartikeln vorliegt, weil dann wegen der größeren Oberfläche eine verstärkte katalytische Wirkung auftritt. Nach Tremels Auffassung könnten Schiffsanstriche auf Basis von Vanadiumpentoxid eine praktische und kostengünstige Alternative zu den konventionellen chemischen Bioziden darstellen - eine umweltverträgliche Komponente für eine neue Generation von Antifouling-Farben, die das natürliche Verteidigungssystem mariner Organismen nutzen.
Neuartige Lacke verhindern Bewuchs von Schiffen. Vanadiumpentoxid-Nanopartikel ahmen natürliche Enzyme nach und verhindern die Ablagerung von Algen und Bakterien an Grenzflächen
2012
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