【儀表網 研發快訊】隨著海洋經濟的快速發展，海洋工程裝備和基礎設施也由淺海向深海發展，污損生物的種類增加，為防污涂料的開發帶來了更大的挑戰。相比于淺海的大型污損生物附著與累積，以深海細菌等微生物為主的深海污損生物對深海裝備服役性能以及生態環境造成嚴重危害，揭示全海深污損形成機制并開發相應的防污材料和技術至關重要。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋關鍵材料全國重點實驗室苛刻環境材料耦合損傷與延壽團隊在薛群基院士和王立平研究員的指導下，盧光明高級工程師和田澍助理研究員聚焦環保型防污材料，近年來在有機硅基防污涂料領域取得了一系列創新成果(Chem. Eng. J., 2019, 370, 1-9; ACS Sustainable Chem. Eng., 2020, 8 (17), 6786-6797; Chem. Eng. J., 2021, 409, 128134; Engineering, 2024, 42, 223-234; Langmuir, 2025, 41 (1), 1037-1046)。
近期，團隊在全海深防污涂層開發方面取得突破進展，通過分析全海深連續增壓環境對樹脂材料耐壓抗滲需求，及復雜污損種類對涂層高效防污性能要求，在獅子魚皮膚結構及性能啟發下開發了可應用于最大深度7730米的有機硅基本征防污涂層，并首次完成涂層深海防污性能的系統表征評估(圖1)。研究者創新地在高強韌有機硅結構中接枝具有水合屏蔽作用的磺基甜菜堿鏈段，并交聯具有本征殺菌作用的呋喃肟酯結構，新的分子結構增強了全海深環境下抗生物膜粘附及微生物殺滅性能。
4個月的淺海掛板實驗(寧波29°49′N、122°0′E，水深2米)顯示，該防污涂層可有效抑制淺海中藤壺、貽貝等大型污損生物的粘附，具有優異的長效防污性能。在馬里亞納海溝掛樣51天(平均深度5560米，最大深度7730米)后，經過對不同樣品表面進行采樣、培養及分析后結果顯示，相比于金屬(不銹鋼)和非金屬(亞克力/聚四氟)構件，該防污涂層表面沒有活細菌粘附，并且掛樣后的涂層表面狀態沒有可見的變化且仍然具有100%的殺菌性能(圖2)。淺海4個月及深海51天的掛樣實驗及后續分析驗證了該涂層在全海深環境下的高效本征防污性能。
研究成果以“A Lion?sh-Skin-Inspired Intrinsic Antifouling Coating for Full-Ocean-Depth up to 7730 Meters”為題發表在Small(DOI：10.1002/smll.202410208)期刊上。寧波材料所王立平研究員與盧光明高級工程師為共同通訊作者，田澍助理研究員為第一作者。該研究獲得了國家重點研發計劃等項目的資助。
圖1 獅子魚皮啟發的全海深本征防污涂層設計
圖2 涂層在馬里亞納海溝掛樣51天后防污性能表征評估
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