在海(hai)洋(yang)(yang)環境(jing)中，海(hai)生物(wu)依(yi)附于(yu)船(chuan)舶(bo)表(biao)面和海(hai)洋(yang)(yang)水下設(she)施生長，造成海(hai)洋(yang)(yang)生物(wu)污(wu)損［１］。筆者結合海(hai)洋(yang)(yang)生物(wu)污(wu)損的發生過程(cheng)對傳統船(chuan)舶(bo)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)的使(shi)用及環境(jing)友好型(xing)海(hai)洋(yang)(yang)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)的最(zui)新研究進(jin)(jin)展(zhan)進(jin)(jin)行綜(zong)述。

１海洋(yang)生物(wu)污(wu)損過程(cheng)

早(zao)在１９５２年(nian)，美國海(hai)(hai)軍研究所在對生(sheng)(sheng)物(wu)污損系統研究后發現(xian)，污損船(chuan)舶表(biao)面聚(ju)集的海(hai)(hai)洋生(sheng)(sheng)物(wu)種(zhong)類(lei)高達(da)２０００多種(zhong)，隨著船(chuan)舶的繼(ji)續航(hang)行(xing)，生(sheng)(sheng)物(wu)不斷向船(chuan)舶表(biao)面聚(ju)集，最終生(sheng)(sheng)物(wu)種(zhong)類(lei)增加至(zhi)４０００多種(zhong)［２］。生(sheng)(sheng)物(wu)污損發生(sheng)(sheng)初期，海(hai)(hai)域環境(jing)以及(ji)船(chuan)殼(ke)(ke)表(biao)面差(cha)異導致基膜(mo)附(fu)(fu)著物(wu)有(you)所區別，繼(ji)而影(ying)響到后期微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)及(ji)海(hai)(hai)藻孢子(zi)的附(fu)(fu)著［３］。海(hai)(hai)水(shui)溫(wen)度(du)、海(hai)(hai)水(shui)鹽度(du)、光照程度(du)、水(shui)體污染程、船(chuan)殼(ke)(ke)結構、船(chuan)舶航(hang)速都會影(ying)響海(hai)(hai)洋生(sheng)(sheng)物(wu)污損［４］。

人們在(zai)對海洋(yang)生(sheng)物的(de)污損過(guo)程(cheng)(cheng)及其影響(xiang)因素(su)做了大(da)量(liang)的(de)研究(jiu)后發現，海洋(yang)生(sheng)物污損過(guo)程(cheng)(cheng)具有(you)一定的(de)規律性。根據國內外的(de)一些研究(jiu)結果，可將海洋(yang)生(sheng)物污損過(guo)程(cheng)(cheng)分(fen)為四部分(fen)。

（１）基膜的(de)形成(cheng)。受靜電力和范(fan)德華力的(de)作用(yong)，多糖或蛋(dan)白質類有機(ji)(ji)分子(zi)及一些無機(ji)(ji)顆粒在船舶表(biao)面大量聚集(ji)(ji)，并形成(cheng)一層基膜。有研究指出，這(zhe)些物質的(de)聚集(ji)(ji)一開(kai)始(shi)只是(shi)簡單(dan)的(de)物理(li)吸附，隨著環(huan)境(jing)的(de)變化不斷，吸附與脫附持續進行(xing)［５］。

（２）微(wei)生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)形(xing)成(cheng)。微(wei)生(sheng)物(wu)大量(liang)聚(ju)集于基膜(mo)表(biao)面，并分泌出一些具有黏性的(de)物(wu)質來(lai)獲取(qu)生(sheng)存繁殖所需的(de)食物(wu)。在(zai)大量(liang)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)聚(ju)集并繁殖后(hou)，船舶表(biao)面形(xing)成(cheng)了一層具有一定(ding)附著(zhu)能力的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)膜(mo)［６］。

（３）海(hai)藻(zao)孢子和原生動物(wu)(wu)的附(fu)著。受(shou)微生物(wu)(wu)黏性分泌物(wu)(wu)的吸引，海(hai)藻(zao)孢子和一些(xie)原生動物(wu)(wu)在微生物(wu)(wu)膜(mo)外大量聚集(ji)。

有(you)研究發(fa)現，當觸碰(peng)到微生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)時，海(hai)(hai)藻(zao)孢(bao)子(zi)(zi)的特殊觸角會立即釋放出一(yi)些(xie)糖蛋(dan)白，這些(xie)糖蛋(dan)白將海(hai)(hai)藻(zao)孢(bao)子(zi)(zi)和微生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)表面(mian)黏(nian)結在一(yi)起(qi)［７］。

（４）大型(xing)污損生物(wu)(wu)(wu)的附著。海(hai)藻孢子和原生動物(wu)(wu)(wu)附著于船舶表面，不(bu)斷通過(guo)生物(wu)(wu)(wu)代謝(xie)產生海(hai)洋(yang)生物(wu)(wu)(wu)需要的營(ying)養物(wu)(wu)(wu)質。

藤壺及苔蘚類(lei)大(da)型海洋(yang)污損生(sheng)物(wu)(wu)受到這些營(ying)養物(wu)(wu)質(zhi)的(de)吸引，在海藻孢子及原生(sheng)動物(wu)(wu)層外大(da)量(liang)聚(ju)集，并不斷分泌(mi)出(chu)黏(nian)合(he)劑類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)，粘附在船舶表(biao)面(mian)；隨(sui)后，其(qi)腺(xian)體又分泌(mi)出(chu)一(yi)種類(lei)似于固化劑類(lei)物(wu)(wu)質(zhi)，使(shi)大(da)型污損生(sheng)物(wu)(wu)牢固地粘附在船舶表(biao)面(mian)［８］。上述４個(ge)過程的(de)示意圖(tu)見圖(tu)１。

圖１海(hai)洋(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物污(wu)(wu)(wu)(wu)損(sun)過(guo)程(cheng)示意圖受海(hai)洋(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物污(wu)(wu)(wu)(wu)損(sun)過(guo)程(cheng)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)啟發(fa)，人(ren)們嘗試通過(guo)毒(du)(du)劑(ji)釋(shi)放型防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)抑(yi)制(zhi)(zhi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物污(wu)(wu)(wu)(wu)損(sun)的(de)(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物污(wu)(wu)(wu)(wu)損(sun)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)初期，船(chuan)舶(bo)(bo)表面涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)釋(shi)放出的(de)(de)(de)(de)毒(du)(du)劑(ji)可以有(you)(you)效地(di)殺滅(mie)細(xi)菌及海(hai)藻孢子，從而(er)使(shi)大型污(wu)(wu)(wu)(wu)損(sun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物無法附(fu)著。過(guo)去的(de)(de)(de)(de)幾(ji)十年(nian)(nian)里，有(you)(you)機錫(xi)類(lei)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)因(yin)具(ju)有(you)(you)很好的(de)(de)(de)(de)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)效果而(er)被廣泛(fan)使(shi)用(yong)(yong)。據統(tong)計，在(zai)２１世紀初期，含(han)三丁基錫(xi)（Ｔｒｉｂｕｔｙｌｔｉｎ，ＴＢＴ）的(de)(de)(de)(de)自(zi)拋光防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)率(lv)占世界范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)７０％以上［９］。然而(er)，有(you)(you)機錫(xi)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)也給自(zi)然環(huan)境帶來了嚴重的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，研(yan)究結果表明，濃(nong)度２０ｎｇ／Ｌ的(de)(de)(de)(de)ＴＢＴ即可造成海(hai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物發(fa)育的(de)(de)(de)(de)畸形［１０］。因(yin)此(ci)，國際(ji)海(hai)洋(yang)組織于２００１年(nian)(nian)組織會議并制(zhi)(zhi)定“２００１年(nian)(nian)國際(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)船(chuan)舶(bo)(bo)有(you)(you)害防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)公(gong)約”。公(gong)約規(gui)定成員國自(zi)２００３年(nian)(nian)１月１日(ri)起停止新(xin)造船(chuan)舶(bo)(bo)涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)ＴＢＴ防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)，２００８年(nian)(nian)９月１７日(ri)起成員國港口內禁止涂(tu)(tu)(tu)裝(zhuang)ＴＢＴ防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)船(chuan)舶(bo)(bo)通行［１１］。為實(shi)現海(hai)洋(yang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)態的(de)(de)(de)(de)可持續發(fa)展，我國于２０１１年(nian)(nian)３月７日(ri)加入公(gong)約國行列(lie)，禁止使(shi)用(yong)(yong)ＴＢＴ防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)。有(you)(you)機錫(xi)類(lei)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)被全(quan)面禁止后，其他金屬化合物類(lei)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)被開(kai)發(fa)使(shi)用(yong)(yong)。據統(tong)計，現今８０％的(de)(de)(de)(de)海(hai)洋(yang)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)采(cai)用(yong)(yong)氧(yang)化亞銅作為防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)。盡管其對人(ren)體的(de)(de)(de)(de)直(zhi)接傷害目前尚不明朗，但對某些魚類(lei)和鯨類(lei)毒(du)(du)性日(ri)益顯(xian)現［１２］。鑒于此(ci)，各國都在(zai)積(ji)極研(yan)制(zhi)(zhi)無毒(du)(du)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)及環(huan)境友好型船(chuan)舶(bo)(bo)防(fang)污(wu)(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)，并已有(you)(you)大量的(de)(de)(de)(de)研(yan)究工(gong)作見(jian)諸報(bao)道。

２ 環境友好(hao)型(xing)防(fang)污涂料的(de)設計(ji)及(ji)最(zui)新研(yan)究成果

新型(xing)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)，有些是借助于防(fang)污(wu)(wu)劑的生(sheng)物(wu)殺傷性達到防(fang)污(wu)(wu)效果，還有一部分是通(tong)(tong)過(guo)(guo)樹脂基(ji)料(liao)(liao)(liao)(liao)特殊(shu)(shu)結(jie)構(gou)抑制(zhi)海洋生(sheng)物(wu)的附著(zhu)。人(ren)們通(tong)(tong)過(guo)(guo)新型(xing)防(fang)污(wu)(wu)劑開發和(he)特殊(shu)(shu)樹脂基(ji)料(liao)(liao)(liao)(liao)合成兩條主(zhu)(zhu)線上的突(tu)破，已(yi)經在仿生(sheng)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)和(he)低表面能防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)研究方面取(qu)得許(xu)多成果。另外，國(guo)內外許(xu)多研究者提(ti)出(chu)通(tong)(tong)過(guo)(guo)在納米材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)技術和(he)樹脂基(ji)料(liao)(liao)(liao)(liao)特殊(shu)(shu)結(jie)構(gou)的協同作(zuo)用制(zhi)備出(chu)理想的防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)［１３］，其(qi)中受到廣泛(fan)關注的納米防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(liao)(liao)成為該方向(xiang)發展的主(zhu)(zhu)流。

２.１仿生防污涂料

某些生(sheng)(sheng)物自身產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)次級代(dai)謝產(chan)(chan)物，包括有機酸(suan)、無(wu)機酸(suan)、內(nei)酯(zhi)、萜(tie)類(lei)(lei)、酚類(lei)(lei)、甾醇類(lei)(lei)和吲哚(duo)類(lei)(lei)等天然化(hua)合(he)物，被證(zheng)明(ming)具(ju)有生(sheng)(sheng)物殺傷性(xing)(xing)。近年來，各國在天然生(sheng)(sheng)物活性(xing)(xing)物質(zhi)的(de)(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)(qu)方面做了(le)大(da)量研究(jiu)工作(zuo)，并提(ti)取(qu)(qu)(qu)了(le)一些可作(zuo)為(wei)防污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)的(de)(de)(de)天然提(ti)取(qu)(qu)(qu)產(chan)(chan)物。從(cong)辛辣(la)性(xing)(xing)植(zhi)物中(zhong)提(ti)取(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)辣(la)椒素(su)、從(cong)海(hai)生(sheng)(sheng)藻(zao)類(lei)(lei)中(zhong)提(ti)取(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)溴(xiu)化(hua)酚類(lei)(lei)化(hua)合(he)物、從(cong)無(wu)脊(ji)(ji)椎動物海(hai)綿中(zhong)提(ti)取(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)萜(tie)類(lei)(lei)及溴(xiu)化(hua)次級代(dai)謝產(chan)(chan)物都被證(zheng)明(ming)具(ju)有較好(hao)的(de)(de)(de)防污(wu)(wu)(wu)(wu)效(xiao)(xiao)果［１４］。另(ling)外，在總(zong)結大(da)量的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物提(ti)取(qu)(qu)(qu)物防污(wu)(wu)(wu)(wu)性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)基礎上，研究(jiu)者(zhe)通過化(hua)學合(he)成或改性(xing)(xing)得到含防污(wu)(wu)(wu)(wu)特(te)性(xing)(xing)官(guan)能團的(de)(de)(de)物質(zhi)，并將其作(zuo)為(wei)防污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)廣(guang)泛用于防污(wu)(wu)(wu)(wu)涂料。２１世紀初期(qi)，Ｎｉｎｅ等研發的(de)(de)(de)仿生(sheng)(sheng)防污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)被證(zheng)明(ming)對海(hai)洋污(wu)(wu)(wu)(wu)損生(sheng)(sheng)物具(ju)有很好(hao)的(de)(de)(de)殺傷性(xing)(xing)且對環境友好(hao)，有望代(dai)替(ti)曾(ceng)被廣(guang)泛使(shi)用的(de)(de)(de)ＴＢＴ防污(wu)(wu)(wu)(wu)劑(ji)［１４－１５］。Ｈｅｌｌｉｏ等研究(jiu)藻(zao)類(lei)(lei)提(ti)取(qu)(qu)(qu)物的(de)(de)(de)特(te)殊(shu)分子(zi)結構(gou)，通過分子(zi)模(mo)擬合(he)成出(chu)具(ju)有抑(yi)制無(wu)脊(ji)(ji)椎動物和微生(sheng)(sheng)物附著功能的(de)(de)(de)鹵化(hua)物及高凹(ao)頂藻(zao)醇［１６］。實踐(jian)證(zheng)明(ming)，這些物質(zhi)對海(hai)洋污(wu)(wu)(wu)(wu)損生(sheng)(sheng)物具(ju)有高效(xiao)(xiao)能的(de)(de)(de)抑(yi)制效(xiao)(xiao)果。

盡管仿生防污(wu)涂料通過特殊殺菌(jun)官能團(tuan)能有效抑制(zhi)生物(wu)生長，但其發(fa)展(zhan)還處于起步階(jie)段，存(cun)(cun)在(zai)大量的(de)(de)問題(ti)還有待(dai)解決。Ｗｏｈｌｇｅｍｕｔｈ等(deng)發(fa)現，人工(gong)合(he)成的(de)(de)多種仿生防污(wu)劑，普遍存(cun)(cun)在(zai)低轉(zhuan)化率的(de)(de)缺陷［１７－１８］。受工(gong)藝條件的(de)(de)制(zhi)約，仿生防污(wu)涂料的(de)(de)實際應用還存(cun)(cun)在(zai)著相當的(de)(de)難(nan)度，其規(gui)模化生產目前還難(nan)以(yi)實現。

２.２低表面能海洋防污涂料(liao)

根(gen)據防(fang)污(wu)涂料發展歷程(cheng)，防(fang)污(wu)樹(shu)(shu)脂基料分為溶(rong)解型樹(shu)(shu)脂基料、擴散型樹(shu)(shu)脂基料、自拋光(guang)型樹(shu)(shu)脂基料及(ji)(ji)低表面(mian)能樹(shu)(shu)脂基料，其防(fang)污(wu)有效期(qi)及(ji)(ji)目前使(shi)用情況見表１。

表(biao)１防(fang)(fang)污(wu)(wu)涂(tu)料樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料性(xing)能及(ji)使用(yong)情(qing)況樹(shu)脂(zhi)類型(xing)(xing)(xing)問(wen)(wen)世(shi)時間防(fang)(fang)污(wu)(wu)有效期使用(yong)情(qing)況溶解型(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料２０世(shi)紀(ji)５０年(nian)(nian)代(dai)１年(nian)(nian)左(zuo)(zuo)右很(hen)少(shao)使用(yong)擴(kuo)散型(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料２０世(shi)紀(ji)５０年(nian)(nian)代(dai)１～２年(nian)(nian)很(hen)少(shao)使用(yong)自拋(pao)光型(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料２０世(shi)紀(ji)６０年(nian)(nian)代(dai)３～５年(nian)(nian)廣泛使用(yong)低表(biao)面(mian)能樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料２０世(shi)紀(ji)９０年(nian)(nian)代(dai)１年(nian)(nian)左(zuo)(zuo)右研究較廣如表(biao)１所(suo)示，由于防(fang)(fang)污(wu)(wu)有效期短以(yi)及(ji)對環境(jing)的影響，溶解型(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料和擴(kuo)散型(xing)(xing)(xing)樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料已經很(hen)少(shao)使用(yong)。自拋(pao)光型(xing)(xing)(xing)防(fang)(fang)污(wu)(wu)基(ji)(ji)料防(fang)(fang)污(wu)(wu)期效長，通過與(yu)防(fang)(fang)污(wu)(wu)劑(ji)的配合使用(yong)能夠(gou)達到很(hen)好的效果(guo)，目前(qian)仍(reng)被廣泛應用(yong)。低表(biao)面(mian)能樹(shu)脂(zhi)基(ji)(ji)料因(yin)性(xing)能優異，自問(wen)(wen)世(shi)以(yi)來，一直備受關注。

超(chao)(chao)疏(shu)水(shui)的(de)(de)表面(mian)在(zai)一定的(de)(de)條件下可(ke)以(yi)(yi)(yi)抑制污(wu)損(sun)生物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)附(fu)著(zhu)(zhu)。研究發現(xian)，涂(tu)(tu)(tu)料與液體的(de)(de)接觸角大于(yu)９８°時，海水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)糖(tang)蛋白及(ji)多糖(tang)類物(wu)(wu)(wu)質(zhi)不(bu)(bu)易吸附(fu)在(zai)表面(mian)［１９］。某些高分子(zi)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)基(ji)料具(ju)有(you)(you)超(chao)(chao)疏(shu)水(shui)特(te)(te)性，用(yong)于(yu)船舶防(fang)(fang)污(wu)涂(tu)(tu)(tu)料可(ke)在(zai)船舶表面(mian)形(xing)成(cheng)一層(ceng)超(chao)(chao)疏(shu)水(shui)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)，使得微生物(wu)(wu)(wu)污(wu)損(sun)物(wu)(wu)(wu)在(zai)其表面(mian)不(bu)(bu)易吸附(fu)，從而有(you)(you)效(xiao)(xiao)防(fang)(fang)止(zhi)生物(wu)(wu)(wu)污(wu)損(sun)。這類防(fang)(fang)污(wu)涂(tu)(tu)(tu)料因可(ke)以(yi)(yi)(yi)不(bu)(bu)添加防(fang)(fang)污(wu)劑就能(neng)起到防(fang)(fang)污(wu)效(xiao)(xiao)果(guo)而倍受人們(men)青(qing)睞(lai)，目前研究比較(jiao)熱(re)門的(de)(de)有(you)(you)有(you)(you)機(ji)硅樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)和有(you)(you)機(ji)氟樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)［２０］。Ｅｆｉｍｅｎｋｏ提出聚二甲基(ji)硅氧烷(wan)樹(shu)(shu)(shu)脂(zhi)（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ，ＰＤＭＳ）對(dui)藤壺類附(fu)著(zhu)(zhu)抑制率可(ke)達６７％，且(qie)經過１８個月的(de)(de)海洋測(ce)試(shi)后仍無(wu)藤壺類海生物(wu)(wu)(wu)附(fu)著(zhu)(zhu)［２１］。Ｕｃａｒ等(deng)合(he)(he)成(cheng)了(le)基(ji)于(yu)ＰＤＭＳ－聚氨酯共聚物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)體系，研究發現(xian)此類聚合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)在(zai)成(cheng)膜過程中(zhong)(zhong)，可(ke)微相(xiang)分離，形(xing)成(cheng)具(ju)有(you)(you)納(na)米結構(gou)的(de)(de)表面(mian)［２２］。相(xiang)比ＰＤＭＳ均(jun)相(xiang)聚合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)，這些具(ju)有(you)(you)納(na)米結構(gou)的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)可(ke)有(you)(you)助于(yu)微生物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)脫附(fu)。另外(wai)，有(you)(you)機(ji)氟類聚合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)具(ju)有(you)(you)低(di)表面(mian)能(neng)特(te)(te)性及(ji)超(chao)(chao)高的(de)(de)化(hua)學穩(wen)定性，也(ye)被研究者用(yong)于(yu)海洋防(fang)(fang)污(wu)涂(tu)(tu)(tu)料。Ｐａｒｋ等(deng)制備(bei)的(de)(de)氟改性的(de)(de)苯乙(yi)烯－異戊二烯共聚物(wu)(wu)(wu)具(ju)有(you)(you)很好的(de)(de)防(fang)(fang)污(wu)效(xiao)(xiao)果(guo)，石莼類孢子(zi)難(nan)以(yi)(yi)(yi)附(fu)著(zhu)(zhu)在(zai)聚合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)涂(tu)(tu)(tu)層(ceng)上［２３］。Ｊｏｓｈｉ等(deng)通(tong)過實(shi)驗證明了(le)側鏈含有(you)(you)聚乙(yi)二醇基(ji)和氟化(hua)烷(wan)基(ji)的(de)(de)雙親(qin)性嵌(qian)段聚合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)防(fang)(fang)污(wu)效(xiao)(xiao)果(guo)［２４］。

低(di)表面能(neng)防污涂料由于其無毒及獨特的防污機理(li)越來越受到重視，但此(ci)類涂料普遍存在與底漆黏(nian)合性(xing)差，重涂性(xing)能(neng)欠佳等(deng)問題，因此(ci)目前國(guo)內外(wai)正在對這種涂料進(jin)行改性(xing)研(yan)究，期望(wang)獲得更好的防污效果。

２.３納(na)米自拋光防污涂料(liao)

某些納(na)(na)米(mi)金屬材料(liao)具(ju)有(you)接觸性抗(kang)菌(jun)作用，其殺菌(jun)原理是抗(kang)菌(jun)成(cheng)分接觸到微(wei)生(sheng)物(wu)細胞后，使細胞蛋白質(zhi)變性，無(wu)法呼(hu)吸、代謝和繁(fan)殖，直(zhi)至死亡。由于(yu)在該過(guo)程中抗(kang)菌(jun)成(cheng)分并(bing)未消耗，抗(kang)菌(jun)能(neng)力(li)繼續保持，因此具(ju)有(you)長(chang)效抗(kang)菌(jun)效果(guo)［２５］。另外(wai)，一些學者研究納(na)(na)米(mi)材料(liao)微(wei)結構的特殊(shu)性能(neng)，并(bing)將其用于(yu)抑制海洋生(sheng)物(wu)的附(fu)著(zhu)。

研(yan)究表明，銀(yin)具有(you)優異的(de)廣(guang)譜抗(kang)菌特性(xing)(xing)，環境友好，對(dui)人體(ti)安全、無毒(du)副作用，而納(na)米(mi)(mi)銀(yin)由于(yu)其表面效(xiao)應，抗(kang)菌能力是微米(mi)(mi)級銀(yin)粒子的(de)２００倍以(yi)上［２６］。因此(ci)，納(na)米(mi)(mi)銀(yin)的(de)廣(guang)譜抗(kang)菌特性(xing)(xing)可應用于(yu)海洋(yang)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)研(yan)究領(ling)域。作者所在課(ke)題(ti)組自(zi)２００３年以(yi)來(lai)在納(na)米(mi)(mi)銀(yin)溶膠制(zhi)備和應用領(ling)域開展(zhan)了較為系統(tong)的(de)研(yan)究，鄒(zou)競院士(shi)首先(xian)提出納(na)米(mi)(mi)銀(yin)溶膠可制(zhi)成防(fang)污(wu)劑應用于(yu)海洋(yang)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)，并開發出不(bu)同(tong)體(ti)系的(de)納(na)米(mi)(mi)銀(yin)溶膠［２７－２８］，將其與自(zi)拋光型(xing)樹脂基料(liao)等成分(fen)混(hun)合制(zhi)備海洋(yang)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)，用于(yu)實(shi)驗(yan)室的(de)抑(yi)(yi)菌、抑(yi)(yi)藻(zao)實(shi)驗(yan)及(ji)實(shi)海掛片觀(guan)察。研(yan)究結果顯示，加入了納(na)米(mi)(mi)銀(yin)溶膠的(de)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)對(dui)海洋(yang)污(wu)損生(sheng)物附(fu)著具有(you)很好的(de)抑(yi)(yi)制(zhi)效(xiao)果。

同時，國(guo)外一(yi)些(xie)機構(gou)也(ye)針(zhen)對基于納(na)米(mi)(mi)技術的(de)(de)海洋防(fang)污(wu)做了相(xiang)關研究。例如，歐盟于２００５年率(lv)先開(kai)展了“控(kong)制生物污(wu)損(sun)的(de)(de)高(gao)級納(na)米(mi)(mi)結構(gou)表面（簡稱ＡＭＢＩＯ）”的(de)(de)研究項(xiang)目(mu)(mu)，該(gai)項(xiang)目(mu)(mu)投資１７９０萬(wan)歐元，有１４個(ge)國(guo)家(jia)，３１個(ge)單位(wei)參與。項(xiang)目(mu)(mu)的(de)(de)最終目(mu)(mu)標就是利(li)用納(na)米(mi)(mi)技術，開(kai)發出(chu)新型無毒(du)防(fang)污(wu)涂(tu)料(liao)，使(shi)歐盟涂(tu)料(liao)生產企業保(bao)持其在(zai)全球涂(tu)料(liao)市場(chang)上的(de)(de)領先地(di)位(wei)及７０％市場(chang)份額(e)［２９］。另外，北京化工大(da)學(xue)、比利(li)時的(de)(de)Ｎａｎｏｃｙｌ公司等也(ye)對核殼(ke)結構(gou)納(na)米(mi)(mi)金屬材料(liao)在(zai)海洋防(fang)污(wu)領域的(de)(de)應用展開(kai)了一(yi)系列研究，并取得(de)了相(xiang)應的(de)(de)進(jin)展［３０－３１］。

３展望

船舶(bo)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)料(liao)正朝著高(gao)性能(neng)、環保(bao)的(de)(de)(de)(de)方向發(fa)展，環境友(you)好(hao)型(xing)船舶(bo)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)料(liao)成(cheng)為今后發(fa)展的(de)(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)。環境友(you)好(hao)型(xing)船舶(bo)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展主要沿著以下幾個方面(mian)進行，第一(yi)，開發(fa)新(xin)型(xing)防(fang)污(wu)(wu)劑(ji)，制備(bei)防(fang)污(wu)(wu)劑(ji)釋放(fang)型(xing)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)料(liao)。在開發(fa)新(xin)型(xing)防(fang)污(wu)(wu)劑(ji)方面(mian)，仿生防(fang)污(wu)(wu)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)出現已經使(shi)防(fang)污(wu)(wu)涂(tu)料(liao)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展邁出了巨大的(de)(de)(de)(de)一(yi)步。

近幾年，仿生防(fang)(fang)(fang)污劑(ji)在分子合成(cheng)技術的(de)(de)(de)推(tui)動下(xia)(xia)取得了很大的(de)(de)(de)進步(bu)。在不(bu)(bu)久(jiu)的(de)(de)(de)將來，仿生防(fang)(fang)(fang)污劑(ji)有望取得廣泛應用(yong)。第二(er)，通過(guo)(guo)研(yan)究(jiu)開發(fa)新(xin)型(xing)樹脂(zhi)基(ji)料(liao)(liao)達到(dao)防(fang)(fang)(fang)污效(xiao)(xiao)果。低(di)表(biao)面(mian)能(neng)樹脂(zhi)的(de)(de)(de)發(fa)展還為人(ren)們研(yan)究(jiu)防(fang)(fang)(fang)污涂料(liao)(liao)提供了另一個新(xin)思路。在過(guo)(guo)去(qu)的(de)(de)(de)十(shi)幾年中，低(di)表(biao)面(mian)能(neng)樹脂(zhi)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)工作主要集(ji)中在有機(ji)硅樹脂(zhi)及有機(ji)氟樹脂(zhi)上。雖(sui)然目前低(di)表(biao)面(mian)能(neng)樹脂(zhi)應用(yong)性能(neng)不(bu)(bu)是(shi)太理想，但是(shi)通過(guo)(guo)對其改性，在不(bu)(bu)遠的(de)(de)(de)未(wei)(wei)來有望達到(dao)預(yu)期的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)果。第三(san)，通過(guo)(guo)納(na)米(mi)(mi)技術與自拋光型(xing)樹脂(zhi)基(ji)料(liao)(liao)以及未(wei)(wei)來的(de)(de)(de)新(xin)型(xing)樹脂(zhi)基(ji)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)協同作用(yong)也(ye)可制(zhi)備(bei)環境友好(hao)型(xing)防(fang)(fang)(fang)污涂料(liao)(liao)。納(na)米(mi)(mi)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)技術使防(fang)(fang)(fang)污劑(ji)能(neng)夠(gou)發(fa)揮更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)(fang)污性能(neng)，并且不(bu)(bu)對環境造成(cheng)負面(mian)影響。利用(yong)納(na)米(mi)(mi)微結構對海損(sun)生物(wu)所具(ju)(ju)有的(de)(de)(de)特(te)殊抑制(zhi)效(xiao)(xiao)果，納(na)米(mi)(mi)防(fang)(fang)(fang)污涂料(liao)(liao)可以達到(dao)理想的(de)(de)(de)生物(wu)抑制(zhi)效(xiao)(xiao)果。未(wei)(wei)來，在納(na)米(mi)(mi)材料(liao)(liao)技術的(de)(de)(de)推(tui)動下(xia)(xia)，納(na)米(mi)(mi)防(fang)(fang)(fang)污涂料(liao)(liao)具(ju)(ju)有廣闊的(de)(de)(de)應用(yong)前景。