海洋微生物、動植物在海洋設施表面的粘附、生長形成海洋生物污損，它給海洋工業和海洋工程裝備帶來嚴重影響。海洋防污是一個與能源、環境、國防等國家重大戰略需求相關的課題。由于海洋環境的復雜性和污損生物的多樣性，海洋生物污損的防治一直是一個國際性難題。

    華南理工大學海洋工程材料團隊面向國家海洋經濟戰略需要，針對海洋工程裝備和船舶在海洋環境下的腐蝕和生物污損問題，長期從事海洋防護高分子材料的基礎及應用研究。最近，該團隊應Soft Matter期刊邀請在“2019 新興科學家?？?rdquo;撰寫綜述論文“Dynamic surface antifouling: mechanism and systems”，該論文以Back Cover形式被亮點報道（第一作者為謝慶宜博士，通訊作者為馬春風教授和張廣照教授）。該綜述系統總結了團隊過去十余年在海洋防污領域的工作，重點介紹了他們在國際上最早提出的“動態表面防污”理論 （Dynamic Surface Antifouling, DSA），即不斷變化的表面可有效抑制污損生物的粘附。該策略與呂氏春秋中 “流水不腐 ,戶樞不蠹”有著相近的內涵。

圖1. 動態表面防污策略示意圖

    該綜述還詳細介紹了團隊基于“動態表面防污”策略發展的系列生物降解高分子基防污材料，包括聚酯-聚氨酯、改性聚酯以及聚（酯-丙烯酸酯）等。該系列材料具有獨特的主鏈降解性，在海水中能形成不斷變化的動態表面，避免污損生物附著的同時，使防污劑緩慢釋放，實現協同、長效防污。此外，該材料降解產物為無毒的小分子，可避免海洋微塑料污染。該體系具有環境生態友好、動靜態防污性能優異等優勢，是對傳統防污材料的重要革新。

圖2. 生物降解高分子與傳統自拋光共聚物防污原理的區別

    特別是，該綜述還著重介紹了團隊發展的主鏈降解-側鏈水解型防污減阻一體化材料 （雙解自拋光，DSPC），該材料不僅具備傳統自拋光樹脂的水解性側基，還具有可降解的主鏈結構，能有效地協調側基的水解性和聚合物的溶解性，成功突破了傳統自拋光防污涂料拋光速率調控性差，靜態防污效果不理想等局限，是繼傳統自拋光聚合物和生物降解高分子之后的新一代海洋防污材料。該團隊已根據各類應用場景實現該材料的系列化，包括主鏈降解型硅烷酯/鋅/銅樹脂、超支化鋅樹脂、可控拋光兩性離子樹脂等。相關技術已獲得美國、PCT和中國發明專利授權20余項，并成功實現轉化和產業化。

    目前，上述材料已在國內外20多家船舶涂料公司推廣使用，被廣泛應用于遠洋船、海監漁政船及漁船等百余艘船舶上， 打破了美國、歐盟、日本等發達國家對該領域的長期技術壟斷，為開發具有自主知識產權的高性能防污涂料，加快我國海洋工程裝備和船舶防污技術發展有著推動作用和重要的經濟意義。

圖3. 海洋防污材料發展歷程、雙解自拋光防污材料海洋實驗及整船應用

    論文鏈接：

    https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2018/sm/c8sm01853g

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責任編輯：韓鑫

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