海洋生物污損防治一直是個(gè)眾所周知的難題。這主要是因?yàn)槲蹞p對海洋工程設(shè)施和裝備造成的危害非常大,如增加海洋平臺(tái)設(shè)施的重量,影響其安全性,增大船舶殼體表面的粗糙度,增大航行阻力,增加燃油消耗等,而附著的生物在新陳代謝過程中還可能會(huì)產(chǎn)生具有腐蝕性的產(chǎn)物,對材料腐蝕的發(fā)生還具有一定的促進(jìn)作用。
所以采取措施對其進(jìn)行防除一直是要考慮的重要問題之一。但是生物的污損問題又不同于腐蝕問題,腐蝕本質(zhì)上還是金屬材料發(fā)生了電化學(xué)反應(yīng),基本遵循化學(xué)反應(yīng)的原理和過程,而污損卻是多種生物在材料表面附著后產(chǎn)生的復(fù)雜作用結(jié)果,有的污損會(huì)促進(jìn)腐蝕,有的污損未必會(huì)導(dǎo)致腐蝕,所以二者之間既存在一定的聯(lián)系,又具有較大的區(qū)別。雖然都是海洋環(huán)境中的突出問題,但相對而言,污損問題更為復(fù)雜,它涉及到無機(jī)物、有機(jī)大分子等在材料表面的吸附,同時(shí)有菌類等微生物、大型植物藻類、大型動(dòng)物如藤壺等各種生物,據(jù)統(tǒng)計(jì)在海水環(huán)境中具有污損作用的生物有 2000 多種,而這些污損生物在附著過程中基本是處于活體狀態(tài),這種高度動(dòng)態(tài)的多個(gè)生物種群共同作用的結(jié)果導(dǎo)致了污損的最終發(fā)生。這些不同生物之間的附著行為相同嗎?相互間會(huì)存在哪些作用呢?它們附著的本質(zhì)到底是什么呢?
這些年來,我一直努力去探究這些問題,盡管做了很多的工作,但有些問題還是沒有探究得很清楚。從最初的生物培養(yǎng)起步,逐步分離各種生物,探究每種生物的附著行為,到依據(jù)生物的行為習(xí)性來設(shè)計(jì)材料,轉(zhuǎn)眼間也是多年過去了。很多的問題在不斷地得到解決,但新問題也在不斷地出現(xiàn)。這就像我們的社會(huì)在發(fā)展,雖然水平在不斷地進(jìn)步提高,但仍舊有各種新的矛盾產(chǎn)生。材料表面的污損生物其實(shí)也是一個(gè)小的社會(huì),是個(gè)生物群落,而不僅僅是某一個(gè)或某一種生物,并且污損面臨的生物環(huán)境是始終在變化的。但是從根本上講,生物附著的這種行為本身其實(shí)是它們的本性所控制的。我們?nèi)祟悤?huì)因?yàn)樯镂蹞p對我們的海洋生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)生活有較大危害而把它們稱之為敵人,但這些生物顯然不是以敵對的態(tài)度來有意識地攻擊我們的各種活動(dòng)設(shè)施和裝備的。生物附著本質(zhì)上還是其自身生存繁殖的需要,是對有利于其自身繁殖生長環(huán)境進(jìn)行選擇的結(jié)果,如能否附著牢固,是否有利于捕食等。因此,生物的附著和材料的表面之間是有選擇性的,有的表面適合生長,有的表面就不適合生長。我們?nèi)绻ㄟ^結(jié)合這種生物自身對環(huán)境選擇的特性來合理設(shè)計(jì)材料,使得污損生物在表面探尋過程中認(rèn)為這不是它們生長的理想地點(diǎn),就可以避免被生物附著而導(dǎo)致污損,這樣的防污既不需要添加任何的殺生劑,也不會(huì)對生物的生命活動(dòng)造成任何的干擾,因此是對環(huán)境友好的。通過利用生物對材料表面的選擇性行為來設(shè)計(jì)生物惰性附著材料一直是我們的出發(fā)點(diǎn)。
這些年我們圍繞著從基礎(chǔ)問題入手,從生物學(xué)的角度,用生物的手段和方法來解決生物的問題,通過承擔(dān)自然科學(xué)基金項(xiàng)目,預(yù)研基金項(xiàng)目,973 項(xiàng)目等對生物污損發(fā)生過程中的界面作用機(jī)制,生物附著過程中的海水環(huán)境、材料和生物不同方面的影響因素進(jìn)行了深入的探究,建立了一系列的生物活性材料和基于材料自身特性防污材料的性能評價(jià)方法,形成了基于材料自身物理、化學(xué)以及結(jié)構(gòu)特性的防污材料設(shè)計(jì)方法,并針對不同材料的應(yīng)用對象工況條件建立了系列化的材料設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在一定程度上,為海洋生物污損問題的環(huán)境友好解決做出了我們的貢獻(xiàn)。但這種防污涂層材料的最終實(shí)現(xiàn),實(shí)際上是關(guān)系到各方面的因素,如樹脂、填料等原材料以及涂裝工藝等,所以也衷心希望我們國內(nèi)有更多的專家學(xué)者能夠投入到這方面工作中來,盡管問題難度很大,但相信通過我們的共同努力,很多的問題都會(huì)迎刃而解。
最后,祝愿我們的腐蝕防護(hù)領(lǐng)域發(fā)展越來越好,祝我們的《腐蝕防護(hù)之友》期刊越辦越好!
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