船舶在海洋中航行，底部非常容易附著各種各樣的污損海生物，會帶來極大的危害。為了防止海生物的附著污損，一般采用的方法是在船舶底部涂裝海洋防污涂料，給輪船穿上一層“防護(hù)外衣”。但傳統(tǒng)的防污涂料含有防污毒劑，又給海洋環(huán)境帶來了一定的污染。“面對新的問題，海洋生物給了我們啟示，在大海里眾多大型生物都是通過非常‘友好’的方法來防止污損。”海洋化工研究院常務(wù)副院長閻永江告訴記者，目前，依托海化院建立的海洋涂料國家重點(diǎn)實驗室正是基于這一原理，率先在仿生防污涂料研究方面取得了重大進(jìn)展。
據(jù)了解，生活在海洋中的大型動物和大型貝類表面均沒有海生物附著，海洋生物的防污本領(lǐng)遠(yuǎn)超出人們的想象。比如，鯊魚表皮并不是完全光滑的，而是由許多細(xì)小的鱗片構(gòu)成，稱為盾鱗微溝槽結(jié)構(gòu)，在防止污損海生物附著的同時，還能夠有效降低與海水的摩擦阻力。海豚的表皮能夠分泌出特殊的黏液，螃蟹能夠分泌出多種生物酶，通過各種不同的途徑來達(dá)到防污的目的。
閻永江說，我們可以通過模仿這些海洋生物的“本領(lǐng)”，來制造仿生防污材料。一是研究開發(fā)具有特定表面性能的高分子材料，對大型海洋動物的表皮狀態(tài)進(jìn)行模仿。二是從海洋生物中提取天然的防污活性產(chǎn)物，在不污染海洋環(huán)境的前提下達(dá)到防污目的。
記者從海洋涂料國家重點(diǎn)實驗室獲悉，針對海豚的表皮具有很好的彈性，并且表面的黏液能夠形成一層“隔離保護(hù)層”這一現(xiàn)象，該實驗室開發(fā)出了有機(jī)硅彈性體仿生防污涂料。有機(jī)硅與海豚表皮的彈性非常相似，并且具有很低的表面能，表面能低的物體非常不利于污損海生物附著，即使勉強(qiáng)附著上去，其附著力也很低，利用船舶航行時產(chǎn)生的水流剪切力就可以將它們清除掉。
據(jù)閻永江介紹，這種仿生防污涂料還同時具備多種“防污武器”。第一種就是在涂料里加入小分子硅油，這些硅油會慢慢地從涂層里釋放出來，帶走附著在表面的污損海生物，就像海豚的皮膚一樣。但這種硅油畢竟是人工添加進(jìn)去的，不能像海洋生物一樣永久分泌。既然不能長期分泌黏液，就直接將黏液鎖定在涂層的表面，這就是仿生防污涂料的第二種武器。在仿生防污涂層的表面植入密度合適的親水性纖維，這些纖維具有很好的吸水性，伸展在涂層的表面時就會將一層薄薄的水分鎖住。污損海生物是不能附著在水上的，這就達(dá)到了防污的目的。不僅如此，這種仿生防污涂料還具有良好的減阻性能，能夠有效降低船舶與水的摩擦阻力，從而節(jié)約燃油消耗。與傳統(tǒng)防污涂料相比，其減阻率可達(dá)到7%左右，對于船舶這種油耗大戶來講是非常可觀的。“仿生防污涂料不僅對海洋環(huán)境沒有任何污染，同時還能夠為船東節(jié)約大量的燃油。”閻永江說。
當(dāng)前，海洋涂料國家重點(diǎn)實驗室正在積極地將這種新型的仿生防污涂料產(chǎn)品推向市場，但這需要得到用戶對環(huán)保性以及經(jīng)濟(jì)性的認(rèn)可，也需要得到國家對環(huán)保型防污涂料的大力支持。同時，國家正在積極響應(yīng)國際海事組織提出的《國際控制船舶有害防污底系統(tǒng)公約》和聯(lián)合國提出的《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》，環(huán)保部也制定了防污涂料的環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求，這都為這種新型仿生防污涂料的推廣應(yīng)用提供了良好的發(fā)展契機(jī)。
另外，閻永江還透露，很多的海洋生物都能夠分泌防污活性物質(zhì)，達(dá)到友好抵制附著的目的。基于該原理，海洋涂料國家重點(diǎn)實驗室依托承擔(dān)的“973”項目正在進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的研究。從海洋細(xì)菌和真菌中分離提煉出了多種防污活性物質(zhì)，并將其作為活性成分添加到涂料中去，實現(xiàn)了‘生物對抗生物’的技術(shù)。目前，利用此技術(shù)制備的防污涂料的防污期效可以達(dá)到半年至一年的時間，但還需要做進(jìn)一步的研究，希望能夠達(dá)到長期的防污效果。
