中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊：仿生的概念是上世紀(jì)末提出來(lái)的，基本理念是模擬大型海洋生物的表面結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)防污，比如自然界中海豚的表皮能分泌出特殊的粘液，海蟹可以分泌出一種酶，都使海洋生物難以附著。”海洋化工研究院總工程師、海洋涂料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任桂泰江博士告訴記者。“仿生防污涂料的最大意義就是環(huán)保和減阻。”“海洋生物的附著給船舶和海洋設(shè)施帶來(lái)極大的危害，它一方面增加船體自重和船體摩擦阻力，從而增加燃料消耗；另一方面會(huì)加速船體腐蝕，縮短船舶使用壽命。”桂泰江博士告訴記者，當(dāng)船舶或海洋裝備的海洋生物污損率為5%時(shí)，阻力就相當(dāng)于潔凈表面的兩倍，燃料消耗增加10%。目前解決這一問(wèn)題的做法是給輪船及海洋裝備噴涂防污涂料，而傳統(tǒng)的防污涂料是通過(guò)對(duì)附著生物進(jìn)行毒殺來(lái)達(dá)到防污目的，會(huì)對(duì)海洋產(chǎn)生一定的污染。
如何能夠既解決海洋生物附著問(wèn)題又不會(huì)給大海帶來(lái)污染？桂泰江博士說(shuō)，他們研究發(fā)現(xiàn)，在大海里眾多大型生物則是通過(guò)非常“友好”的方法來(lái)防止污損。因此，海洋化工研究院開(kāi)始基于這一原理研究一種仿生防污涂料，目前研究院申報(bào)的新型仿生防污技術(shù)的研究入選“973”計(jì)劃項(xiàng)目，研究人員對(duì)海洋防污涂料表面形成的生物膜進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立生物膜防污機(jī)理，探索新型的仿生防污技術(shù)，為研制無(wú)毒環(huán)保型仿生防污涂料奠定基礎(chǔ)。
仿生防污涂料節(jié)油又環(huán)保
“仿生的概念是表面結(jié)構(gòu)像生物一樣，以及提煉活性物質(zhì)防止生物附著。目前仿生的部分概念已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段。”桂泰江告訴記者。“比如采用仿生技術(shù)生產(chǎn)的"污損釋放型防污涂料"在船開(kāi)動(dòng)以后，以釋放小分子硅油來(lái)模仿自然生物體內(nèi)釋放的粘液，達(dá)到生物無(wú)法附著的目的。”由海洋化工研究院自主研發(fā)、擁有專利的“無(wú)錫自拋光防污涂料”也揉進(jìn)了仿生的概念，在水解的過(guò)程中均勻地釋放無(wú)毒的殺菌劑，以此達(dá)到相同的目的。“在"無(wú)錫自拋光防污涂料"研發(fā)成功之前，我國(guó)都是依賴國(guó)外進(jìn)口，如今這個(gè)產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，目前已進(jìn)入市場(chǎng)，有望結(jié)束依賴進(jìn)口的局面。”“一艘船一年消耗的油和排放的二氧化碳都很大，很多船級(jí)社已經(jīng)開(kāi)始制定相關(guān)法規(guī)以降低能耗指數(shù)，而涂料是相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的辦法，其中自拋光防污涂料已在20~30艘船上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。”桂泰江說(shuō)，“實(shí)驗(yàn)表明，一艘300噸的漁船使用了僅是含有仿生概念的自拋光防污涂料，一天就節(jié)省了200公斤燃油，經(jīng)濟(jì)價(jià)值非常明顯。”桂泰江表示，海洋化工研究院已經(jīng)與北海船廠合作，在大連、武漢、上海、廣州等建立辦事處進(jìn)行銷售、技術(shù)服務(wù)和協(xié)調(diào)，防污方面的年銷售額可達(dá)400萬(wàn)~500萬(wàn)元。
產(chǎn)學(xué)研助仿生概念產(chǎn)業(yè)化
“最早的"青島號(hào)"帆船就應(yīng)用了這種涂料，所以現(xiàn)在這種涂料也應(yīng)用到了豪華游艇上。”桂泰江笑著說(shuō)，“仿生涂料應(yīng)用范圍廣泛，在海水養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速的同時(shí)網(wǎng)箱也越來(lái)越大型化，不像以前的小網(wǎng)箱便于清理，現(xiàn)在網(wǎng)箱上一長(zhǎng)生物就容易把網(wǎng)堵住，魚(yú)很容易缺少養(yǎng)分。而在網(wǎng)箱上涂上仿生防污的漁網(wǎng)涂料，效果非常好，在北方使用的有效期可以達(dá)到一年，目前已經(jīng)在青島市立項(xiàng)。”“因?yàn)榉牢弁苛鲜翘胤N功能涂料實(shí)驗(yàn)周期非常長(zhǎng)，而且還有市場(chǎng)推廣的難題，所以現(xiàn)在仍面臨著許多挑戰(zhàn)。”桂泰江告訴記者，“雖然國(guó)外已經(jīng)做出模仿鯊魚(yú)表皮的模具，但是并不實(shí)用，目前最主要的兩個(gè)突破難點(diǎn)就是生物表皮結(jié)構(gòu)如何轉(zhuǎn)變?yōu)橥苛匣募夹g(shù)，以及提高天然產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)性和大規(guī)模的生產(chǎn)能力。接下來(lái)最大的目標(biāo)是把防污涂料做得更環(huán)保，期限更長(zhǎng)，并且更好地實(shí)現(xiàn)減阻效果，同時(shí)整，合不同學(xué)科的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合生物工程方面盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”
為了盡快完成這一目標(biāo)，近日，青島科技大學(xué)與海洋涂料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（依托海洋化工研究院）開(kāi)展聯(lián)合培養(yǎng)研究生工作，雙方簽署了研究生聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議。協(xié)議中確定了海洋防污技術(shù)、重防腐技術(shù)和功能型涂料技術(shù)為今后的幾個(gè)重點(diǎn)研究方向。有了人才的支撐，仿生概念或許會(huì)很快應(yīng)用到各行各業(yè)中。
