Forscher aus verschiedenen Ländern Europas entwickeln im Rahmen des Projekts AIRCOAT eine Luftbeschichtung, die den Reibungswiderstand von Schiffen reduzieren soll. Wie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Mai 2018 berichtet, bedienen sie sich dabei des am KIT erforschten Salvinia-Effekts. Dieser Effekt erlaube es, eine Luftschicht unter Wasser dauerhaft zu halten. Das Projekt AIRCOAT wird von der Europäischen Kommission mit 5,3 Millionen Euro gefördert, wovon das KIT ca. eine Million Euro erhält. Dem Physiker und Nanotechnologie-Experten Professor Thomas Schimmel obliegt dabei die wissenschaftliche Koordination am KIT.

Energieverbrauch und Abgasemissionen reduzieren

Das auf drei Jahre angelegte Projekt ist am 1. Mai 2018 gestartet. Der Begriff AIRCOAT steht für Air Induced friction Reducing ship COATing. Es ziele darauf ab, so das KIT, zum Schutz der Meere und der Atmosphäre eine passive Luftschmiertechnologie für Schiffe zu entwickeln. Dabei erzeuge eine selbstklebende Folie, die auf den Schiffsrumpf aufgebracht ist, eine dünne Lufthülle. Sie verringere den Reibungswiderstand deutlich und wirke zudem als physikalische Barriere zwischen Rumpfoberfläche und Wasser. Auf diese Weise ließen sich der Abgasausstoß sowie der Kraftstoffverbrauch eines Schiffes erheblich verringern. Zudem vermindere die Luftschicht die Abstrahlung von Schiffslärm und verhindere das Fouling – die Ansiedlung von Meeresorganismen am Rumpf des Schiffes – sowie die Freisetzung von bioziden Substanzen aus unter der Folie liegenden Beschichtungen ins Meer.

AIRCOAT nutzt Vorbild aus der Natur

AIRCOAT ist eine bionische Anwendung, d. h. das Vorbild der Technik ist die Natur. Die innovative Luftbeschichtung basiere auf dem Salvinia-Effekt, der vom Botaniker Prof. Wilhelm Barthlott von der Universität Bonn und dem Physiker Prof. Thomas Schimmel vom KIT gemeinsam erforscht wurde. Dank dieses Effektes sind einige Pflanzen in der Lage, auch unter Wasser zu atmen. Zu diesen Pflanzen gehöre auch der Schwimmfarn (Salvinia). Er hält unter Wasser eine dünne Luftschicht auf der Oberfläche seiner Blätter, die über eine haarige Struktur verfügt und äußerst wasserabweisend ist. Diesen Effekt soll das AIRCOAT Projekt technologisch auf einem selbstklebenden Foliensystem umsetzen.

Thomas Schimmel berichtet: „Nachdem wir den Salvinia-Effekt verstanden hatten, erkannten wir das enorme ökonomische und ökologische Potenzial einer technischen Umsetzung. Wir entwickelten eine Methode zur Herstellung einer künstlichen Oberfläche, die den Effekt im Labor nachahmt. Ein früher Prototyp, den wir vor mehr als fünf Jahren unter Wasser gesetzt haben, ist immer noch mit einer dauerhaften Luftschicht bedeckt!“

Zehn Projektpartner

An dem von der Europäischen Kommission im Rahmen des Programms Horizon 2020 geförderten Projekt sind insgesamt zehn Partner beteiligt: das Fraunhofer CML, das KIT, PPG Coatings Europe B.V. (Niederlande), AquaBioTech Gruppe (Malta), Danaos Shipping (Zypern), das Finnische Meteorologische Institut, die Hochschule Bremen, die HSVA Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH, Avery Dennison Materials Belgium und Revolve Water (Belgien).

Quelle: Karlsruher Institut für Technologie
Abbildung: Arbeitsgruppe Prof. Schimmel, KIT