دانشمندان دانشگاه جوهانز گوتنبرگ در آلمان کشف کرده‌اند که نانوذرات پنتواکسید وانادیوم می‌توانند مانع رشد باکتری‌ها و جلبک‌ها روی سطحِ در تماس با آب مانند بدنه کشتی یا اسکله‌ها شوند.
ممانعت از رشد رسوبات زیستی روی سطح کشتی‌ها با نانوذرات
دانشمندان دانشگاه جوهانز گوتنبرگ در آلمان کشف کرده‌اند که نانوذرات پنتواکسید وانادیوم می‌توانند مانع رشد باکتری‌ها و جلبک‌ها روی سطحِ در تماس با آب مانند بدنه کشتی یا اسکله‌ها شوند. آزمایش‌های آنها نشان داده است که ورقه‌های فولادی پوشش‌داده شده با روکشی حاوی نانوذرات پنتواکسید وانادیوم را می‌توان برای هفته‌ها بدون تشکیل رسوباتی از باکتری‌ها و جلبک‌ها در معرض آب دریا قرار داد.
رسوبات دریایی مشکلی است که سالانه بیش از ۲۰۰ بیلیون دلار برای صنعت کشتی‌رانی هزینه دارد. اکنون گروهی از دانشمندان به رهبری دکتر ولفگانگ تریمل از موسسه شیمی معدنی و شیمی آنالیزی با تقلید از طبیعت راهبردی برای حل این مشکل ارائه کرده‌اند. آنزیم‌های مشخصی که در جلبک‌های قرمز و قهوه‌ای یافت می‌شوند، ترکیبات هالوژنی تولید می‌کنند که توان بالقوه‌ای برای از بین بردن رسوبات زیستی دارند. احتمالا این آنزیم‌ها توسط جلبک‌ها برای محافظت از خودشان در مقابل حمله و هجوم میکروبی، تولید می‌شوند. این دانشمندان آلمانی تصمیم به تقلید از این فرآیند با استفاده از نانوذرات پنتواکسید وانادیوم گرفتند.
طبق گفته این محققان نانوذرات پنتواکسید وانادیوم یک فعالیت بروماسیون زیست تقلیدی ذاتی دارند که آنها را به یک جایگزین مؤثر برای زیست‌کش‌های (از بین‌برنده‌های رسوبات زیستی) شیمیایی مرسوم تبدیل می‌کند. پنتواکسید وانادیوم بعنوان یک کاتالیست عمل می‌کند، بطوری که واکنش پراکسید هیدروژن با برمید را برای تشکیل مقادیر کمی از اسید هیپو برمو کاتالیز می‌کند. این اسید برای بسیاری از میکروارگانسیم‌ها سمی است و یک اثر ضدباکتری مشخص دارد. این واکنش‌دهنده‌های مورد نیاز در آب دریا وجود دارند: آب دریا حاوی یون‌های برمید است و هنگامی که در معرض نور خورشید قرار گیرد، مقادیر کمی پراکسید هیدروژن تشکیل می‌شود.
(a رسوب زیستی در بدنه کشتی؛ (b کشتی شکسته Ascophyllum nodosum، (c چگونگی عمل این روکش ضد رسوب زیستی.
این فرآیند تحت شرایط آزمایشگاهی و همچنین در آب دریای طبیعی بررسی شد. تریمل توضیح می‌دهد که نانوذرات پنتواکسید وانادیوم بواسطه قابلیت حل کم‌شان و این حقیقت که در روکش وارد شده‌اند، در مقایسه با مواد مبتنی بر مس و قلع استفاده شده در محصولات کنونی، به مراتب سمیت کمتری دارند. در این خصوص روکش‌های کشتی مبتنی بر پنتواکسید وانادیوم می‌توانند جایگزین مؤثری برای زیست‌کش‌های شیمیایی مرسوم باشند.
تریمل می‌گوید:«در اینجا ما یک جزء زیست‌سازگار برای نسل جدیدی از رنگ‌های ضدرسوب داریم که مکانیزم دفاعی طبیعی در برابر میکروارگانیسم‌های دریایی بکار می‌برند.»
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature Nanotechnology منتشر کرده‌اند.
