船舶黏液积聚：生物膜生长模型可以降低海洋运输的成本和排放

煤泥堆积对远洋货船的燃油效率造成了高昂的拖累，导致更多的排放，最终导致更高的消费价格。发表在《npj生物膜和微生物组》杂志上的一项研究提出了一种管理这一常见问题的新方法

KTH皇家理工学院的研究人员开发了一种估算生物膜生长速度和程度的模型，该模型可以使船舶运营商以最佳间隔安排船体清洁，以节省燃料消耗

KTH流体力学博士生Cornelius Wittig表示，这项研究首次解释了剪切应力如何随着时间的推移与生物膜相互作用，从而在船体等表面形成黏液污染

污垢过程始于表面附着的细菌菌落。这些细菌形成了基础结构，线状飘带从这些结构开始生长

基础结构和拖缆共同形成表面缺陷，导致船体和水之间的摩擦。根据流体流对表面产生的应力水平，拖缆以不同的速率生长，缺陷以不同的速度累积

Wittig说，淤泥污染会显著增加海上流体摩擦，需要将船舶的轴功率增加18%。“一艘覆盖着薄生物膜的船可能会经历高达80%的燃料消耗增加。”

实验室观察的延时动画。Image caption：KTH皇家理工学院

他说，在许多情况下，直到运营商看到燃料消耗激增，才会安排船只进行清洁。“到那时已经太晚了，浪费了很多燃料。”

因此，他说，为了从船舶防污中获益，时机至关重要

他说：“清洁带来的潜在燃料节省需要足够大，以抵消干船坞和清洁程序的成本。”。“准确的预测将为船舶运营商提供高效的清洁调度。”

他说，在模型用于航运之前，需要在更现实的条件下进行更多的研究。证据表明，只要知道船的速度，就可以粗略地估计剪切应力

“从船舶运营商的角度来看，知道船舶是否应该在下个月或明年进行清洁是很有趣的，因此估计足以提高他们决策的准确性。”

维蒂希说，这项研究可以应用于生物膜存在问题的广泛领域，包括牙科和医学

他说：“拖缆会振荡，增加船或管道中的阻力。”。“在较小的几何形状中，如支架或导管等医疗器械中，拖缆可能会导致快速堵塞。”