Cyclodextrine – Biobasierter Korrosionsschutz für Metallwerkstoffe durch EPS-Analoga

18352 N

Forschungsstelle 1:

DECHEMA-Forschungsinstitut

 

Projektleiter 1:

PD Dr. W. Fürbeth

 
Forschungsstelle 2:

Universität Duisburg-Essen

Biofilm Centre

Aquatische Biotechnologie

Universitätsstraße 5

45141 Essen
 

Projektleiter 2:

Prof. Dr. W. Sand

 
Laufzeit: 01.11.2014 - 30.04.2017  

Mikrobielle Biofilme und deren extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) können Korrosion sowohl verstärken als auch unterdrücken. Beides wird durch die Wechselwirkungen zwischen Werkstoff und speziell den EPS beeinflusst. Die chemische Zusammensetzung der EPS entscheidet über Art und Ausmaß der Wirkung. Analog zu spezifisch adsorbierten Grenzflächeninhibitoren werden für EPS einige funktionelle Endgruppen wie Carboxylate oder Phosphate als maßgeblich sowohl für diese Wechselwirkungen als auch für die durch EPS vermittelte Zelladhäsion diskutiert. Darauf basierend sollte die Unterdrückung der Zelladhäsion durch gezielte, selektive Blockade von anodischen und/oder kathodischen Zentren der Werkstoffoberfläche durch geeignete Substanzen und Ausbildung eines Schutzfilmes möglich sein – analog zur Maskierung von ‚aktiven Stellen’ durch Grenzflächeninhibitoren. Auch die Zelladhäsion als Folge der bakteriellen Chemotaxis zu Eisenionen hin sollte durch Abfangen dieser Ionen unterdrückt werden. Als viel versprechende biogene polymere Substanzen haben sich in eigenen Untersuchungen bereits einige EPS herausgestellt. Weitere biogene Substanzen wie Dextrane und Saccharide oder auch Substanzgemische sind ebenfalls nachweislich zum Schutz von Metallwerkstoffen vor abiotischer Korrosion und sogar partiell vor chloridinduziertem Lochfraß brauchbar. Die Wirkmechanismen werden zwar zumeist nicht diskutiert, lassen aber auf Grund der chemischen Strukturen einiger Stoffe starke und gerichtete Wechselwirkungen mit dem Substrat vermuten. In eigenen Vorarbeiten bewirkten chemisch modifizierte Cyclodextrine als Adsorbate auf unlegiertem Stahl eine Verminderung des Massenverlustes bei MIC von bis zu 84%. Neben dieser Substanzgruppe sollen Phospholipide, bakterielle EPS und weitere noch zu identifizierende biogene Substanzen als Grundlagen für ein innovatives Schutzkonzept für Metallwerkstoffe gegen Biokorrosion und abiotische Korrosion untersucht werden.

zurück

BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 18352 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Jetzt Mitglied werden