【引言】

海洋工程装备的生物污损问题具有显著的经济和生态影响。传统的有机抗污涂层在恶劣的海洋环境中往往难以维持机械稳定性，导致其易受磨损和损坏，亟需频繁维护。为解决这一挑战，我们提出了一种新颖的“双功能微区工程”策略，通过结合Fe基非晶涂层良好的机械强度和有机防污树脂成分的高效抗污性能，设计出具有卓越耐久性的海洋防污涂层。

【成果简介】

最近，华中科技大学材料科学与工程学院非晶态材料研究室柳林教授团队研制出“硬-软相间”双功能复合的新型防污涂层。该涂层包括热喷涂技术制备的Fe基非晶微凸块（硬域），提供坚固的框架以增强涂层的机械耐久性，以及Cu2O/ DCOIT改性的环氧树脂（软域），通过可控释放抗污剂，实现双重抗污功能。该涂层同时表现出卓越的抗污性能和优异的机械耐久性。

在实验室测试中，新型涂层对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和小球藻（Chlorella algae）的粘附表现出显著抑制效果（几乎100%的抗性）。在实际海洋环境中（长达150天）的测试也验证了其长期抗污能力。同时，该涂层在1000次磨损循环后仍保持其抗污性能，显示出极高的抗磨损性。此外，该设计策略具有多功能性和灵活性。通过调整热喷涂时使用的模板纹理和尺寸，可以实现硬域的各种有序和无序图案定制，而软域的抗污材料也可根据需要进行自抛光、污损释放和杀生物剂抗污材料的定制化设计。这项研究为设计能够在极端海洋环境中长期应用的防污涂层提供了新思路。

相关论文以题为“A novel strategy for design of mechanically robust antifouling coatings via bifunctional domain engineering”近期发表在Materials Today Chemistry 40 (2024) 102207期刊上（https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2024.102207）。论文第一作者为华中科技大学硕士生朱鹏宇，通讯作者为华中科技大学材料科学与工程学院张诚教授。本工作合作单位包括巴基斯坦空间技术研究所的Yasir 副教授、厦门大学冯丹青教授、华南理工大学马春风教授。该研究得到了国家重点研发计划（No. 2021YFE0100600），国家自然科学基金（U23A20621, 92166103, 92066202）和湖北省拔尖青年人才计划等项目资助。

【图文导读】

图1 基于“双功能微区工程”的非晶防污涂层的设计理念

图2 涂层防污性能表征

图3 防污涂层机械耐久性策略及磨损后防污性能

图4 该设计策略的普适性