GTraschuetz / PIXABAY"> Gleitmittel für Öltanker - biologie-seite.de

Gleitmittel für Öltanker

Neues aus der Forschung

Meldung vom 23.01.2019

Würde man Schiffsrümpfe mit speziellen HighTech-Materialien beschichten, ließe sich bis zu ein Prozent der weltweiten CO2-Emission vermeiden. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler der Universität Bonn zusammen mit Kollegen aus St. Augustin und Rostock in einer aktuellen Studie. Demnach könnten die Schiffe aufgrund geringerer Reibung bis zu 20 Prozent an Kraftstoff einsparen. Rechnet man so genannte Antifouling-Effekte hinzu, etwa den verringerten Bewuchs des Rumpfes, ist sogar eine doppelt so hohe Reduktion möglich. Die Studie ist nun in der Zeitschrift „Philosophical Transactions A“ erschienen.


190125-1607_medium.jpg
 
Wenn der Rumpf aller großen Schiffe mit speziellen HighTech-Materialien beschichtet wäre, ließe sich bis zu ein Prozent der weltweiten CO2-Emission vermeiden.
J. Busch, W. Barthlott, M. Brede, W. Terlau, M. Mail
Bionics and green technology in maritime shipping: an assessment of the effect of Salvinia air-layer hull coatings for drag and fuel reduction
Phil. Trans. R. Soc. A 377: 20180263
DOI: 10.1098/rsta.2018.0263


Schiffe zählen weltweit zu den größten Spritschluckern. Zusammen verbrennen sie schätzungsweise 250 Millionen Tonnen pro Jahr und jagen dabei rund eine Milliarde Tonnen Kohlendioxid in die Luft – etwa genauso viel, wie ganz Deutschland im gleichen Zeitraum ausstößt. Hauptgrund dafür sind die großen Reibungskräfte zwischen Rumpf und Wasser. Sie bremsen das Schiff permanent ab. Je nach Schiffstyp verursachen sie bis zu 90 Prozent des Energieverbrauchs. Damit sind sie auch ein enormer wirtschaftlicher Faktor: Immerhin ist der Treibstoffverbrauch für die Hälfte der Transportkosten verantwortlich.

Die Reibung lässt sich durch technische Tricks deutlich reduzieren. Beispielsweise werden bei der so genannten „Microbubbles-Technik“ aktiv Luftbläschen unter den Rumpf gepumpt. Das Schiff fährt dann über einen Blasen-Teppich, was die Reibung verringert. Doch die Erzeugung der Bläschen verbraucht selbst so viel Energie, dass der Einspareffekt in der Summe sehr gering ist.


 
Bild links:Der Schwimmfarn Salvinia molesta kleidet sich unter Wasser in eine dünne Luftschicht, die er wochenlang festhalten kann.

Bild rechts: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Oberfläche, die der von Salvinia nachempfunden ist.

Beschichtungen halten Luft wochenlang fest

Abhilfe versprechen möglicherweise neuartige HighTech-Beschichtungen. Sie sind dazu in der Lage, Luft dauerhaft festzuhalten – über Tage oder sogar Wochen. „Wir konnten bereits vor gut zehn Jahren an einem Prototypen zeigen, dass damit im Prinzip eine Reibungsminderung von bis zu zehn Prozent möglich ist“, erklärt Dr. Matthias Mail vom Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen an der Universität Bonn, einer der Autoren der Studie. „Unsere Partner der Uni Rostock erreichten später mit einem anderen von uns entwickelten Material sogar eine 30-prozentige Reduktion.“ Seitdem haben verschiedene Arbeitsgruppen das Prinzip aufgegriffen und weiter entwickelt. Für den Praxiseinsatz ist die Technologie zwar noch nicht ausgereift. Dennoch prognostizieren die Verfasser ihr mittelfristig ein Spritsparpotenzial von mindestens fünf, eher aber sogar 20 Prozent.

In der Veröffentlichung in den renommierten von Isaac Newton gegründeten „Philosophical Transactions“ der britischen Royal Society haben sie errechnet, welche ökonomischen und ökologischen Vorteile das mit sich brächte. So könnte etwa ein handelsübliches Containerschiff auf dem Weg von Baltimore (USA) nach Bremerhaven seine Treibstoffkosten um bis zu 160.000 US-Dollar senken. Weltweit würde der Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid um maximal 130 Millionen Tonnen zurückgehen.



Rechnet man den verringerten Bewuchs mit Seepocken und anderen Wasserlebewesen ein, der enorme zusätzliche Reibungsverluste verursacht, steigt diese Menge gar auf knapp 300 Millionen Tonnen. Das entspricht fast einem Prozent der weltweiten CO2-Emissionen. „Natürlich sind diese Zahlen optimistisch“, sagt Mail. „Sie zeigen aber, wie viel Potenzial diese Technologie hat.“

Wasserscheuer Wasserfarn

Die HighTech-Schichten sind Vorbildern aus der Natur nachempfunden, etwa dem Schwimmfarn Salvinia molesta. Dieser ist extrem wasserscheu: Taucht man ihn unter und zieht ihn wieder heraus, perlt die Flüssigkeit sofort von ihm ab. Danach ist er komplett trocken. Oder richtiger: Er war nie wirklich nass. Denn unter Wasser hüllt sich der Farn in ein hauchdünnes Kleid aus Luft. Es verhindert, dass die Pflanze mit Flüssigkeit in Kontakt kommt – selbst bei einem wochenlangen Tauchgang. Wissenschaftler nennen dieses Verhalten „superhydrophob“.

Salvinia besitzt auf der Oberfläche seiner Blätter winzige schneebesenartige Härchen. Diese sind an ihrer Basis wasserabstoßend, an ihrer Spitze aber wasserliebend. Mit den Haarspitzen „tackert“ der Schwimmfarn eine Wasserschicht um sich herum fest. Sein luftiges Kleidchen liegt darunter; es kann dadurch nicht so leicht entweichen. Vielleicht macht dieses Prinzip bald in einem ganz anderen Zusammenhang Furore: als potentes Gleitmittel für Öltanker.


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

19 Meldungen

Meldung vom 19.02.2019

Der Geruch von Nahrung steuert zelluläres Recycling und beeinflusst Lebenserwartung

Der Geruch von Nahrung wirkt sich auf Physiologie und das Altern aus. Das konnte ein Team von Professor Thorst ...

Meldung vom 19.02.2019

Lebensstil hinterlässt Spuren im Gehirn

Sport ist gesund, Alkohol und Rauchen sind es nicht. Diese Erkenntnis hat sich inzwischen in weiten Teilen der ...

Meldung vom 19.02.2019

Nervenzellen als Teamplayer: Göttinger Forscher erklären, wie das Auge Bewegungen erkennt

Forscher der UMG haben analysiert: Spezielle Nervenzellen im Auge signalisieren eine Verschiebung der Blickric ...

Meldung vom 19.02.2019

Nässe und Kälte begünstigt dunkles Gefieder

In niederschlagsreichen und in kalten Regionen sind Vögel oft dunkel gefärbt. Das zeigt eine Analyse der Gef ...

Meldung vom 19.02.2019

Gräser können sich ohne Evolution anpassen

Um sich an die Umwelt anzupassen, übernehmen Gräser bestimmte Gene von verwandten Arten – und dies auf dir ...

Meldung vom 19.02.2019

Vertrautheit macht angriffslustig

Fische, die sich lange kennen, gehen aggressiver miteinander um. Bei Tieren kann die Aggressivität untereinan ...

Meldung vom 18.02.2019

Verlockung der etwas anderen Art

Die Chemie muss stimmen, heißt es. Und da ist etwas dran – zumindest die meisten Insekten nutzen chemische ...

Meldung vom 18.02.2019

Mit Eierschalen Energie speichern

Bioabfall in Form von Hühnereierschalen erweist sich als sehr effektiv für die Energiespeicherung. Zu diesem ...

Meldung vom 16.02.2019

Haeckel: Vom scheuen Gymnasiasten zum selbstbewussten Wissenschaftler

Zweiter Band der „Ausgewählten Briefwechsel“ Ernst Haeckels erscheint an der Universität Jena

Meldung vom 15.02.2019

Psychologie: Nette Ausbeuter setzen sich durch

Gegen Menschen, die Kooperation und Egoismus raffiniert einsetzen, ist kein Kraut gewachsen.

Meldung vom 15.02.2019

Ameisen gegen Elefanten: Wie die Insekten die Fressfeinde von Akazien aufspüren

Ameisen beschützen afrikanische Akazien gegen Fressfeinde wie Elefanten, Giraffen oder Antilopen und erhalten ...

Meldung vom 14.02.2019

In Zebrafischeiern hemmt die am schnellsten wachsende Zelle ihre Nachbarn durch mechanische Signale

Wissenschaftler des IST Austria entdecken neuen Mechanismus für die laterale Hemmung von Zellen - Studie in C ...

Meldung vom 14.02.2019

Vögel speichern Erinnerungen möglicherweise anders ab als Säugetiere

Vögel haben ein gutes Gedächtnis, aber im Gegensatz zu Säugetieren ist bisher noch kaum etwas darüber beka ...

Meldung vom 14.02.2019

Werkzeug oder kein Werkzeug

Flexibler Werkzeuggebrauch bei Tieren steht in enger Verbindung mit höheren mentalen Prozessen, wie zum Beisp ...

Meldung vom 14.02.2019

Schwänzeltanz ist für Honigbienen in manchen Kulturlandschaften nicht mehr hilfreich

Soziale Kommunikation im Bienenstaat: Bienen lernen zu beurteilen, welchen Nutzen die Informationen aus einem ...

Meldung vom 13.02.2019

Neu entdeckte Schildkrötenart steht kurz vor der Ausrottung

Senckenberg-Wissenschaftler Uwe Fritz hat gemeinsam mit einem internationalen Team eine neue Art aus der Famil ...

Meldung vom 13.02.2019

Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakt ...

Meldung vom 13.02.2019

Saisonale Klimaeffekte beeinflussen das Schicksal der Erdmännchen

Bedroht ein trockeneres und heisseres Klima die Erdmännchen in der Kalahari-Wüste? For-schende der Universit ...


16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind

25.01.2019
Kenne Deinen Fisch!
25.01.2019
Leben ohne Altern
25.01.2019
Lebensraum Käse
25.01.2019
Domino im Urwald
25.01.2019
Trend-Hobby Imker
25.01.2019
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung