海洋学院师生发表海洋防污领域综述论文
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发布日期：2021-05-31" n# g* O9 a& v0 \
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海洋生物污损是指由于海洋中的污损生物在材料表面的附着、侵蚀而造成的损坏现象，是影响海洋工程、海洋运输、海洋探测领域的世界性难题，对海上钻井平台、船舰、水下管道、水产养殖等都会造成严重的破坏。据统计，全球每年因生物污损造成的经济损失超过1500亿美元。目前，构建绿色环保的海洋防污涂层是该领域内的研究前沿。近日，我院海洋界面化学团队详细阐释了仿生防污涂层的机理，总结了防污涂层仿生构建与应用性能，并分析了该领域存在的问题，展望了未来研究重点和难点，相关研究成果发表于环境领域国际知名期刊《Science of the Total Environment》。8 ^' ~& }& \& S# K$ z
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4 @0 ^) Q+ l! o) Y* _1950年代起，三丁基锡作为防污剂被广泛用于防污涂层中，但对海洋生物具有高毒性及生物积累性。国际海事组织通过决议，自2008年起禁止商业船舶上使用有机锡防污涂料。目前商业化防污涂层采用铜、锌等金属离子作为防污剂，但其效果远不如TBT防污剂，同时金属离子也会在海洋环境中积累，有一定的生态影响。近年来，开发绿色环保的海洋防污涂层受到了国内外学术和工业界的高度关注。
' J2 ^$ t+ X9 x9 H# f9 d* c$ Z在自然界，很多生物虽然面临污损压力，却能保持自身表面光洁，不被附着。例如，一些海洋生物能分泌对污损生物有驱避效应的化合物；领航鲸的表皮可以自我更新，可有效抵御生物污损。受这些天然防污策略启发，研究者们致力于开发绿色环保防污涂层。本文从仿生的视角探讨了海洋防污涂层的研究前沿，从仿生学的三个维度出发，阐述了化学分子仿生、生理机制仿生和物理结构仿生三种主要策略对防污涂层构建的启示，分别介绍了天然防污剂、仿生高分子防污涂层和仿生表面微结构防污涂层的研究现状，并阐释了这些涂层的防污机理。同时，本文总结了这些防污涂层的主要制备方法和防污性能，分析了它们的优缺点，提出该领域存在的问题，并对未来的研究进行展望。# T% I( r- A: o1 h
本文第一作者为我院博士生陈利人、化工学院博士生段妍伊，通讯作者为黄仁亮副教授和苏荣欣教授。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。
2 z/ U8 Y( S2 E" V" q N4 M) p3 VChen L#, Duan Y#, Cui M, Huang R*, Su R*, Qi W, He Z. Biomimetic surface coatings for marine antifouling: Natural antifoulants, synthetic polymers and surface microtopography. Science of The Total Environment, 2021, 766, 144469. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144469. |
