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Biozidfreier Rostschutz

Zucker schützt vor Biokorrosion

| Redakteur: Manja Wühr

Zuckermoleküle könnten bald als ökologisch unbedenklichen Rostschutz von Metallen dienen.
Zuckermoleküle könnten bald als ökologisch unbedenklichen Rostschutz von Metallen dienen. (Bild: gemeinfrei / CC0)

Forscher haben eine ökologisch unbedenkliche Waffe gegen Biokorrosion entdeckt: Zucker. Nun wollen sie ein einsatzfähiges Korrosionsschutzsystem auf Cyclodextrinbasis entwickeln.

Köln – Im Rahmen verschiedener Forschungsvorhaben der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF), haben Wissenschaftler des Dechema-Forschungsinstituts in Frankfurt a.M. und der Universität Duisburg-Essen einen neuen Ansatz für den ökologisch unbedenklichen Rostschutz von Metallen entdeckt. Beschichtet man Metalloberflächen mit bestimmten Zuckermolekülen, senkt dies die Anheftung von Bakterien um bis zu 90 Prozent. Gleichzeitig sinkt auch die Biokorrosion um bis zu 80 Prozent.

Biofilme – Schutz und Übel zugleich

Bakterien, Algen und Pilze finden in den wässrigen Milieus von Wassertransportleitungen, Kühlkreisläufen oder industriellen Produktionsanlagen optimale Lebensbedingungen. Hier setzen sie sich an den metallhaltigen Werkstoffen fest, scheiden sogenannte extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) aus und bilden schleimige Biofilme auf den Oberflächen. Je nach Art und Zusammensetzung der EPS können mikrobielle Biofilme die Korrosion von Metallen sowohl verstärken als auch unterdrücken. Einige der Bakterien in den Biofilmen scheiden Säuren aus, die die Oberflächen angreifen; andere beschleunigen chemische Reaktionen zwischen den Metalloberflächen und dem umgebenden Wasser und begünstigen so die Korrosion. Die korrosionshemmende Wirkung hingegen beruht darauf, dass manche EPS die Anheftung von Mikroorganismen an die Oberflächen der Werkstoffe verhindern, indem sie selbst diesen Platz einnehmen und damit die Bildung von Biofilmen unterbinden. Andere wiederum können den korrosiven Angriff von Chlorionen unterdrücken oder Eisenionen abfangen, die sonst Bakterien anziehen würden. Insbesondere Cyclodextrine, ringförmige Kohlenhydrate wie Dextrane oder Saccharide, die Bakterien beim Abbau von Mais- oder Kartoffelstärke bilden, sind in den Focus der Forschungen gerückt. Sie scheinen sich zum Korrosionsschutz besonders gut zu eignen, da sie sicher auf Werkstoffoberflächen haften, selbst nicht korrosiv wirken und nicht mikrobiell abbaubar sind.

Biogenes Korrosionsschutzsystem

In einem aktuellen IGF-Projekt, das von der AiF-Forschungsvereinigung Dechema koordiniert wird, entwickeln Forscher jetzt ein praktisches Anwendungsverfahren für die Cyclodextrin-Beschichtung. Am Ende soll ein einsatzfähiges Korrosionsschutzsystem auf Cyclodextrinbasis stehen. Gleichzeitig versuchen die Wissenschaftler die Langzeitstabilität der korrosionsverhindernden Wirkung der Cyclodextrine zu erhöhen.

Bislang werden metallhaltige Oberflächen in wässrigen Milieus entweder mit Schutzschichten überzogen oder mit Bioziden behandelt, was ökologisch nicht unbedenklich ist. Mit biogenen Schutzschichten hingegen könnten zukünftig große Mengen an Bioziden eingespart werden. Dies ist besonders interessant, da nach der EU-Biozidrichtlinie die Hürden für den Einsatz von Bioziden erheblich erhöht wurden.

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