Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54593 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА ECOLOGICAL BIOPHYSICS ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА Study of shipboard coatings enriched with metal oxide nanoparticles by spectroscopic methods Исследование спектроскопическими методами судовых покрытий, обогащенных наночастицами оксидов металлов Мосунов А А Mosunov A A aamosunov@sevsu.ru Евстигнеев В П Evstigneev V P Сизова О С Sizova O S Лернер М И Lerner M I Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет ru Sevastopol State University ru Севастопольский государственный университет; Институт природно-технических систем ru Sevastopol State University; Institute of Natural and Technical Systems ru Институт физики прочности и материаловедения СО РАН ru Institute of Strength Physics and Materials Science of Siberian Branch Russian Academy of Sciences ru 25 12 2020 25 12 2020 5 4 725 729 20 12 2020 20 12 2020 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54593/view

В работе рассматривается спектрометрическая методика оценки устойчивости противообрастающих покрытий, содержащих наночастицы различных металлов, к биодеградации. Существуют основания полагать, что данный вариант биоцидного состава обладает пониженной токсичностью в сравнении с традиционными составами. Эффективность использованных в работе наночастиц показана ранее на модельных микроорганизмах. Дано краткое описание текущего состояния проблемы создания различных противообрастающих покрытий, указана перспективность использования покрытия, модифицированного наночастицами металлов. Описана методика проведения эксперимента по определению эффективности исследуемых покрытий на морских организмах in vivo. Во время исследований методами оптической и лазерной конфокальной сканирующей микроскопии, комбинационной и инфракрасной спектроскопии изучено состояние покрытия до его погружения в водную среду, а также после месяца экспонирования на специализированном полигоне в Севастопольской бухте. Проведено сравнение полученных спектров, а также спектров «контрольных» образцов (без наночастиц) со спектрами «рабочих» покрытий. Показано, что на первом этапе исследований не было обнаружено ярко выраженных изменений в состоянии органической матрицы покрытия.

The paper deals with the spectrometric methodology for estimating the biodegradation resistance of anti-fouling coatings containing nanoparticles of various metals. There are reasons to believe that this variant of biocide composition has lower toxicity in comparison with traditional compositions. The effectiveness of the coatings used in this work was shown earlier on model microorganisms. A state-of-the-art of the problem of antifouling coatings is briefly described as well as prospects of application of its modification with metal and bi-metal oxide nanoparticles. The technique of the experiment to determine the effectiveness of the studied coatings on marine organisms in vivo is described. During investigations by methods of optical and laser confocal scanning microscopy, Raman and infrared spectroscopy, the state of the coating was studied before it was immersed in an aqueous medium, as well as after a month of exposure at a specialized test site in the Sevastopol Bay. The obtained spectra were compared as well as the spectra of "control" samples (without nanoparticles) with the spectra of "working" coatings. It is shown that at the first stage of the research no pronounced changes in the state of the organic matrix of the coating were found.

 наночастицы комбинационная спектроскопия инфракрасная спектроскопия противообрастающие покрытия nanoparticles Raman spectroscopy infrared spectroscopy antifouling coatings Работа выполнена при поддержке гранта СевГУ № 47/06-31 «Биологически активные бикомпонентные наночастицы оксидов металлов как основа альтернативных композиций противообрастающих покрытий судов и гидротехнических сооружений».

Chambers L.D., Stokes K.R., Walsh F.C., Wood R.J.K. Modern approaches to marine antifouling coatings. Surface and Coatings Technology, 2006, vol. 201, iss. 6, DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.08.129. Chambers L.D., Stokes K.R., Walsh F.C., Wood R.J.K. Modern approaches to marine antifouling coatings. Surface and Coatings Technology, 2006, vol. 201, iss. 6, DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.08.129. Dobretsov S., Teplitski M., Bayer M., Gunasekera S., Chaidir C., Paul V. Inhibition of marine biofouling by bacterial quorum sensing inhibitors. Biofouling, 2011, vol. 27. DOI: 10.1080/08927014.2011.609616. Dobretsov S., Teplitski M., Bayer M., Gunasekera S., Chaidir C., Paul V. Inhibition of marine biofouling by bacterial quorum sensing inhibitors. Biofouling, 2011, vol. 27. DOI: 10.1080/08927014.2011.609616. Hellio C., Yebra D. Advances in Marine Antifouling Coatings and Technologies 1st Edition Woodhead Publishing, 2009, 784 p. Hellio C., Yebra D. Advances in Marine Antifouling Coatings and Technologies 1st Edition Woodhead Publishing, 2009, 784 p. S. Dobretsov J.C. Thomason The development of marine biofilms on two commercial non-biocidal coatings: A comparison between silicone and fluoropolymer technologies, Biofouling, 2011, vol. 27, no. 8, DOI: 10.1080/ 08927014.2011.607233 S. Dobretsov J.C. Thomason The development of marine biofilms on two commercial non-biocidal coatings: A comparison between silicone and fluoropolymer technologies, Biofouling, 2011, vol. 27, no. 8, DOI: 10.1080/ 08927014.2011.607233 Thomas K.V., Brooks S. The environmental fate and effects of antifouling paint biocides. Biofouling, 2010, vol. 26, no. 1, DOI: 10.1080/08927010903216564 Thomas K.V., Brooks S. The environmental fate and effects of antifouling paint biocides. Biofouling, 2010, vol. 26, no. 1, DOI: 10.1080/08927010903216564 Inbakandan D., Chandrasekaran K., Stanley S., Kirubagaran R., Venkatesan R., Khan S. Silver nanoparticles with anti microfouling effect: A study against marine biofilm forming bacteria. Colloids and surfaces. B, Biointerfaces. 2013, vol. 111, DOI: 10.1016/j.colsurfb.2013.06.048. Inbakandan D., Chandrasekaran K., Stanley S., Kirubagaran R., Venkatesan R., Khan S. Silver nanoparticles with anti microfouling effect: A study against marine biofilm forming bacteria. Colloids and surfaces. B, Biointerfaces. 2013, vol. 111, DOI: 10.1016/j.colsurfb.2013.06.048. Callow J., Callow M. Trends in the development of environmentally friendly fouling-resistant marine coatings. Nat.Commun., 2011, vol. 2, DOI: 10.1038/ncomms1251. Callow J., Callow M. Trends in the development of environmentally friendly fouling-resistant marine coatings. Nat.Commun., 2011, vol. 2, DOI: 10.1038/ncomms1251. F. Tepper, M. Lerner, D. Ginley Metallic Nanopowders: An Overview. Encyclopedia Entry. Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, 2004, vol. 3. DOI: 10.1081/E-ENN-120009110. F. Tepper, M. Lerner, D. Ginley Metallic Nanopowders: An Overview. Encyclopedia Entry. Dekker Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, 2004, vol. 3. DOI: 10.1081/E-ENN-120009110.