Engineering Graphene Oxide based Nanocomposite Paints against Marine Biofouling

工程氧化石墨烯基纳米复合涂料可对抗海洋生物污垢

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2016-05569
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Marine biofouling, the accumulation and colonization of various marine microorganisms, plants, algae, and shellfish on vessels' hull exposed to seawater, generates significant problems for marine shipping1. For example, biofouling based frictional effects results in decreased speeds and up to 40% increased fuel consumption to compensate; as a result, the International Maritime Organization (2009) estimates that greenhouse emissions (CO2 and SO2) would be expected to increase 38-72% by 2020 if no new efficient technology is developed. Currently, many antifouling technologies and paints have been developed to address the issue; however, if environmentally benign such as silicone elastomers, they are less effective and unsuitable for stationary or slowing moving vessels. Current effective anti-fouling agents are associated with adverse and often non-specific toxicity through their release of heavy metals (copper, tin or zinc) which in some cases such a tributyltin, disrupted endocrine systems of non-target organisms. Consequently, it is highly desirable to develop efficient and environmental friendly approaches to address marine biofouling. Graphene, the single atomic layer of graphite, possesses many extraordinary properties such as super high electrical, thermal conductance and mechanical properties. Recently, it was found that graphene oxide (GO), graphene sheets derivatized with carbonyl, epoxy, and hydroxyl groups, have intrinsic bactericidal properties6. In my group, recently we found the presence of NaCl could significantly increase the amount of hydroxyl radicals generated with a small amount of H2O2, namely, enhancing bactericidal effects of GO. When nanocomposite materials are combined, the unique properties contributed by each constituent (i.e., high bactericidal effect from GO, self-cleaning properties from CuO NPs, and catalytic efficiency properties from layered double hydroxides (LDHs)), the bactericidal effect can be synergistically enhanced when GO is produced as a composite with other nanomaterials, such as ZnO and silver nanoparticles7, in the presence of high concentration of chloride as in sea water. Consequently, we hypothesize that GO, structured as a composite with other nanozymes, may be an effective candidate for formulating anti-biofouling paints for marine vessels. With the huge surface area and negligible weight of GO, the paint could be effective in industrial and recreational shipping applications. The objective of the proposed project is to test the feasibility of using such nanocomposite materials to prevent marine fouling.
海洋生物污损,即各种海洋微生物、植物、藻类和贝类在暴露于海水的船舶船体上的积累和定殖,对海洋运输产生重大问题1。例如,基于生物污垢的摩擦效应导致速度降低,并增加高达40%的燃料消耗来补偿;因此,国际海事组织(2009年)估计,如果不开发新的高效技术,到2020年,温室气体排放(CO2和SO2)预计将增加38-72%。目前,已经开发了许多防腐蚀技术和涂料来解决这个问题;但是,如果环境友好,如有机硅弹性体,它们的效果较差,不适合静止或缓慢移动的船只。目前有效的防污剂通过释放重金属(铜、锡或锌)而具有不利的且通常是非特异性的毒性,在某些情况下,重金属如三丁基锡会破坏非目标生物的内分泌系统。因此,非常需要开发有效且环境友好的方法来解决海洋生物污损。 石墨烯是石墨的单原子层,具有超高的导电性、导热性和机械性能等优异性能。最近,人们发现氧化石墨烯(GO),用羰基、环氧基和羟基衍生的石墨烯片,具有固有的杀菌特性6。在我的小组中,最近我们发现NaCl的存在可以显著增加用少量H2 O2产生的羟基自由基的量,即增强GO的杀菌效果。当将纳米复合材料组合时,每种成分贡献的独特性质(即,来自GO的高杀菌效果、来自CuO NP的自清洁性能和来自层状双氢氧化物(LDH)的催化效率性能),当GO作为与其它纳米材料(例如ZnO和银纳米颗粒7)的复合物在如海水中的高浓度氯化物的存在下产生时,杀菌效果可以协同增强。因此,我们假设GO与其他纳米酶的复合结构可能是用于制定海洋船舶抗生物污损涂料的有效候选物。由于GO具有巨大的表面积和可忽略不计的重量,该油漆在工业和休闲航运应用中非常有效。拟议项目的目的是测试使用这种纳米复合材料防止海洋污染的可行性。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Zhang, Xu其他文献

Recent progress on controllability/observability for systems governed by partial differential equations
偏微分方程控制系统可控性/可观性的最新进展
Dual inhibition of EGFR at protein and activity level via combinatorial blocking of PI4KIIα as anti-tumor strategy.
通过组合阻断 PI4KII α 作为抗肿瘤策略,在蛋白质和活性水平上双重抑制 EGFR
  • DOI:
    10.1007/s13238-014-0055-y
  • 发表时间:
    2014-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    21.1
  • 作者:
    Li, Jiangmei;Zhang, Lunfeng;Gao, Zhen;Kang, Hua;Rong, Guohua;Zhang, Xu;Chen, Chang
  • 通讯作者:
    Chen, Chang
Toxic Assessment of Cadmium Based on Online Swimming Behavior and the Continuous AChE Activity in the Gill of Zebrafish (Danio rerio)
  • DOI:
    10.1007/s11270-017-3540-0
  • 发表时间:
    2017-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Pan, Hongwei;Zhang, Xu;Wang, Weiliang
  • 通讯作者:
    Wang, Weiliang
p21 induces a senescence program and skeletal muscle dysfunction.
  • DOI:
    10.1016/j.molmet.2022.101652
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.1
  • 作者:
    Englund, Davis A.;Jolliffe, Alyssa;Aversa, Zaira;Zhang, Xu;Sturmlechner, Ines;Sakamoto, Ayumi E.;Zeidler, Julianna D.;Warner, Gina M.;McNinch, Colton;White, Thomas A.;Chini, Eduardo N.;Baker, Darren J.;van Deursen, Jan M.;LeBrasseur, Nathan K.
  • 通讯作者:
    LeBrasseur, Nathan K.
The inverse, rank and product of tensors
张量的逆、秩和积
  • DOI:
    10.1016/j.laa.2013.12.015
  • 发表时间:
    2014-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Bu, Changjiang;Zhang, Xu;Wei, Yimin
  • 通讯作者:
    Wei, Yimin

Zhang, Xu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Zhang, Xu', 18)}}的其他基金

Utilizing Broad Solar Light with Nano-Membrane Devices for Chemical-free Water Treatment
利用广泛的太阳光和纳米膜装置进行无化学水处理
  • 批准号:
    DDG-2022-00025
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Discovery Development Grant
Healthy Environments and Communities
健康的环境和社区
  • 批准号:
    CRC-2018-00343
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Healthy Environments And Communities
健康的环境和社区
  • 批准号:
    CRC-2018-00343
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Healthy Environments and Communities
健康的环境和社区
  • 批准号:
    CRC-2018-00343
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Healthy Environments and Communities
健康的环境和社区
  • 批准号:
    CRC-2018-00343
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Engineering Graphene Oxide based Nanocomposite Paints against Marine Biofouling
工程氧化石墨烯基纳米复合涂料可对抗海洋生物污垢
  • 批准号:
    RGPIN-2016-05569
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
The feasibility of using electrochemical filtration technique for landfill leachate treatment****
采用电化学过滤技术处理垃圾渗滤液的可行性****
  • 批准号:
    536256-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Engineering Graphene Oxide based Nanocomposite Paints against Marine Biofouling
工程氧化石墨烯基纳米复合涂料可对抗海洋生物污垢
  • 批准号:
    RGPIN-2016-05569
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Meeting with BioVectra
与 BioVectra 会面
  • 批准号:
    514677-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Connect Grants Level 1
The efficacy of CP's chelator polymers for anti-biofilm treatment
CP 螯合聚合物抗生物膜治疗的功效
  • 批准号:
    511189-2017
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program

相似国自然基金

基于MXene-Graphene异构界面相互作用的太赫兹超宽带调制机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
MoS2-graphene二维亚纳米通道膜构筑及溶剂传质与筛分机制研究
  • 批准号:
    22378132
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于MXene-Graphene异构界面相互作用的太赫兹超宽带调制机理研究
  • 批准号:
    62375044
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
转角In2Se3/Graphene异质结的界面调控及电子性质研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
g-C3N4/Graphene二维异质结光电阴极保护材料的构筑及应变调控光电效率研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
ZnO/Graphene复合量子点的表面特性调控、吸附作用及抗菌性能增强机制
  • 批准号:
    51802185
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
三维多孔KCu7S4@C/graphene复合材料的可控制备及其储能性质的研究
  • 批准号:
    21805247
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超细晶graphene/Cu材料累积叠轧过程中组织演变机制和强化机制
  • 批准号:
    51701174
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
三维多孔SnS@C/graphene复合材料可控制备与储钠性能研究
  • 批准号:
    51604122
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Enhancing gamete cryoprotective properties of graphene oxide by dual functionalization with antioxidants and non-penetrating cryoprotectant molecules
通过抗氧化剂和非渗透性冷冻保护剂分子的双重功能化增强氧化石墨烯的配子冷冻保护特性
  • 批准号:
    24K18002
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
CAREER: Data-driven design of graphene oxide for environmental applications enabled by natural language processing and machine learning techniques
职业:通过自然语言处理和机器学习技术实现氧化石墨烯环境应用的数据驱动设计
  • 批准号:
    2238415
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Elucidating the antiviral mechanism of graphene oxide
阐明氧化石墨烯的抗病毒机制
  • 批准号:
    2898927
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Studentship
Ultra-low-dose STEM imaging of reduced graphene oxide for water purification
用于水净化的还原氧化石墨烯的超低剂量 STEM 成像
  • 批准号:
    23K13669
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
ERI: Increasing the Fundamental Understanding of the Auxetic Behavior of Graphene Oxide Membranes
ERI:增加对氧化石墨烯膜拉胀行为的基本了解
  • 批准号:
    2301838
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAS: Green Graphitic Carbon from Natural Precursors Using Graphene Oxide Additives: A Combined Experimental and Atomistic Approach
CAS:使用氧化石墨烯添加剂从天然前体中制备绿色石墨碳:实验与原子相结合的方法
  • 批准号:
    2306042
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Optimization and Scale-Up of Graphene Oxide (GO) Ink Production Process
氧化石墨烯 (GO) 油墨生产工艺的优化和放大
  • 批准号:
    CCARD-2022-00637
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    CCI Applied Research and Development Grants
Development of Titanium Dioxide and Graphene Oxide Based Nanocomposites for Anti-Microbial and Environmental Applications
用于抗菌和环境应用的二氧化钛和氧化石墨烯基纳米复合材料的开发
  • 批准号:
    570254-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Scale-up production and application of graphene oxide as nanocarriers
氧化石墨烯纳米载体的放大生产及应用
  • 批准号:
    RGPIN-2021-03835
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
An optimised Graphene Oxide membrane for the filtration of tritiated heavy water
用于过滤氚化重水的优化氧化石墨烯膜
  • 批准号:
    571715-2021
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.48万
  • 项目类别:
    Alliance Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了