新型防污涂料的研究进展

1 前言 在世界各海域有八千多种植物,五万九千种海洋动物,其中有六百多种附着植物和一万八千多种附着动物。这些附着生物的幼虫或胞子能够漂浮或游动,发育到一定阶段后,就在船底、水下建筑物或岸边岩石等附着在基体上定居。海生物污损就是海生物在附着基体表面附着和生长的结果。 海洋生物污损会产生一系列严重的后果。船壳污损将明显增加船体摩擦阻力,降     

钛制管路防污方法研究进展

钛材良好的生物相容性导致其在海水管路应用中面临着严重的海洋生物污损问题。分析了钛材表面污损生物附着机理及附着规律,分别介绍了微生物污损与宏生物污损对钛材的影响,阐述了国内外钛制管路常用的防污技术及其特点,并指出了钛制管路污损防除技术的研究方向:(1)掌握污损生物在钛材表面的附着规律及与钛材界面的作用机制,以助于防污技术的研究;(2)开发无毒、节能、高效的新型海洋生物防污技术。     

防海生物污损材料研究现状

舰船长期在海洋中行驶,受到海洋生物的污损,会增加舰船航行的阻力,增加燃油消耗。本文介绍了海生物附着特点和机理以及防海生物污损材料的研究现状。低表面能涂料是当前广泛使用的防污材料,其利用自身表面能低的性质使海生物在舰船上的粘附力下降,进而达到防污损目的。超疏水材料和仿生材料在自清洁、防腐蚀等方面所展示的独特性能,已成为防污损材料领域的研究热点。在综述分析防污材料研究现状的基础上,针对存在的问题和不足,提出了防污损材料今后研究发展方向。     

海洋生物污损与材料腐蚀

总结近年来海洋生物污损和材料腐蚀相关的研究进展,综述了海洋生物污损和材料表面腐蚀的关系。分别阐述了微观生物污损与材料表面腐蚀的相关性,宏观生物污损与材料表面腐蚀的相关性,分析两者或促进或抑制的机理。最后提出了需要进一步探讨的问题。     

碳材料在抗海洋生物污损领域中应用的研究进展

海洋生物污损一直是困扰全球海洋经济发展的重要问题之一。任何材料进入海洋环境,其表面不可避免地会遭受蛋白、多糖、细菌、海藻、软体动物等海洋生物贴附形成生物污损,不仅影响海上装备的正常运转和增加能源消耗,同时极易引起微生物腐蚀。因此,海洋抗污损新材料的开发显得极为迫切。目前碳纳米材料因具有优异的理化特性,而在海洋防腐、耐磨等工程上大量使用,其抑制海洋污损物贴附和生长的性能决定了碳材料在抗海洋生物污损领域具有广阔的应用前景。综述了石墨烯、类金刚石、金刚石、碳纳米管、富勒烯及其衍生物等典型碳纳米材料,在抗蛋白质、细菌、海藻等生物污损领域的应用现状以及抗污损机理。碳材料在海洋环境中优异的综合性能,预示其将给抗海洋生物污损新材料的开发和应用带来更多的机遇和可能。     

电力设施生物污损腐蚀与热喷涂表面防护研究进展

海洋生物容易附着和生长于沿海电力设施装备表面,其代谢过程及产物能够引起表面金属材料的腐蚀加速、电力设施的老化破损,进而造成巨大的危害和经济损失,因此降低和抑制电力设施表面生物污损的涂层防污技术有着重要的研究与应用价值。基于热喷涂的防污涂层制备技术是防生物污损腐蚀的重要方法之一,是未来将研究工作应用于实际的重要方向。截至目前,有关电力设施装备生物腐蚀现状和热喷涂表面防护的研究进展尚未见报道,这里将对电力设施装备生物污损腐蚀现状、应用案例及热喷涂防污措施研究进展进行归纳整理,并进行系统性综述。首先介绍了不同深度近海区域电力装备生物污损和腐蚀的现状、特点,引用了近年来典型电力设备涂装防污损的技术方案和应用案例,然后依据不同的技术特点和发展趋向,对近10年来热喷涂制备的复合防污涂层研究进展进行了综述,分析其在沿海电力设施防护方面的应用前景,以期为未来电力设施防污损等研究工作起到一定指引作用。     

舰船长效防污涂层研究进展

船舶附着海生物后,明显增加表面摩擦阻力、增加油耗及进坞维修次数、船舶海水系统及阀门污损,导致流速降低,甚至堵塞,缩短了船舶寿命,严重降低了航运公司的效益以及舰船的战斗力.随着海洋资源的开发以及水产养殖、海防、航运、以及海滨电厂等的发展,海洋生物的污损所带来的危害越发突显出来.因此,人们期望用简单而有效地方法来控制海生物的附着.     

基于表面微结构复制与润湿性调控的水下仿生防污技术研究进展

海洋生物污损会对人类海洋活动和海洋工业产生诸多不利影响，传统使用有机锡或金属离子杀生剂的防污策略会导致环境污染与生态系统的破坏，大自然生物有机体所展示的天然抗粘附机制为绿色防污材料研发带来新的灵感。受生物表皮物理结构及仿生防污机制启发，本文从生物表皮微结构研究入手，综述了仿生微结构复刻与表面润湿性调控两种水下仿生防生物污损策略的研究进展，并展望其前景。     

“船舶及海洋装备、海洋工程结构物腐蚀、污损与防护”专题序言

<正>海洋环境是个复杂系统,包含盐、溶解氧、有机物、生物等内在因素,同时还伴有温度、pH值、电导率等物理因素以及流速、扩散率等动力学因素,这个系统给涉海材料带来巨大考验。长期以来,海水腐蚀和海洋生物污损一直是船舶及海洋装备、海洋工程结构物所面临的主要问题。因此,为减少海洋腐蚀及污损所带来的巨大经济损失,研究海洋环境中材料的腐蚀失效机理、磨损机制、海洋污损生物的附着及破坏机理以及防护技术则极为重要。     

海洋污损生物对碳钢腐蚀的影响

报道了国产碳钢（Ａ３,３Ｃ）在我国黄海、东海、南海三个海上实验站八年实海经验的结果,从污损生物附着和碳钢腐蚀的结果看出,污损生物可降低碳钢平均腐蚀率,但促进局部腐蚀;在污损生物活跃的东海、南海近岸海域,一年后碳钢表面１００％附着,腐蚀速率稳定在一定址。     

柔性表面织构化在海洋装备减阻与防污上的应用

首先详细论述了生物污损的形成过程及原因,总结了生物污损对海洋装备服役的危害,并明确指出船体表面污着生物附着问题已成为阻碍船体表面减阻技术研究的一大难题。众多研究表明,研究表面结构与功能的统一性,实现表面的高效防护与减阻是海洋装备未来发展的必由之路。调控表面的形貌参数和物理化学性能,如润湿性等,以及研发抑制微生物的附着和繁殖,研制合适的防污剂,是当前两种主要研究思路。依据上述思路,基于海豚、鲨鱼柔性皮肤快速游动的减阻原理,考察常见防污涂层（聚氨酯）这种柔性表面,引入织构减阻。考察柔性表面及织构化参数在服役条件下对减阻行为及防污着生物附着的双重调控,有望实现海洋装备在服役工况下的节能降耗。最后展望了结合抗生物附着的细菌及其天然代谢物镶嵌、接枝到海洋装备表面,从而实现驱避和对抗污着生物附着功能的研究方法。     

英研制出可清除海洋生物的新型船舶涂料

英国科学家近日用纳米技术研制出一种特殊船舶涂料，可将船舶上附着的海洋生物清除掉，该涂料可有效解决船舶上附着藤壶和其他藻类的问题。科学家将一种比人类头发细一千倍的碳纳米管加入油漆中，碳纳米管可在分子层面改变油漆表面，当船舶移动时，附着生物可轻易地被海水冲走。船舶上附着生物的问题一直困扰着船主们，全球每年为清除此类生物大约要花费数十亿美元。此前人们曾使用一种抗茵油漆来解决这一问题，     

舰船防海生物污损技术应用情况及研究进展

海洋生物污损是舰船安全服役的重大威胁。我们根据海洋生物污损防护方法的原理分析，综述了舰船装备防海生物污损的应用体系与技术现状，对未来舰船装备防海生物污损的技术需求进行了分析，展望了舰船长效防海生物污损技术的研究方向。     

金属表面新型绿色海洋防污功能膜层的研究进展

海洋中金属设备的生物污损会引起许多问题,如设备的额外能量消耗、高额的维护成本以及严重的金属腐蚀破坏,给海洋工程带来很大损失。在金属表面构建防污膜层是解决其海洋生物污损问题的重要途径。概括了海洋防污膜层的发展历程与金属表面环境友好型防污膜层的研究进展,并重点介绍了新型海洋防污功能膜层及其研究方向。目前,金属表面新型海洋防污膜层的开发主要集中于结构防污和功能防污2个方面。在结构防污方面,在金属表面构建仿生微纳结构,并以低表面能物质修饰,形成超疏水表面,能够显著提高其抗海洋生物附着的能力,达到绿色防污的目的;在功能防污方面,在金属表面制备具有可控释放防污抗菌剂能力的功能膜层,可以实现在环境保护前提下的高效抗菌防污,是未来研究的发展方向。层状双金属氢氧化物（LDHs）和金属–有机骨架（MOFs）材料具有合成物选择多样、微观结构独特的特点,自身具备抗菌能力或负载大量防污抗菌剂的能力,并可实现防污抗菌剂的可控释放,有望成为具有理想抗菌功能的新型海洋防污剂负载材料。     

海洋防污涂层的抗污机制及制备策略研究进展

首先简要陈述了海洋生物/微生物在金属基底表面的生物粘附和代谢物-腐蚀过程,包括条件膜吸附、生物膜形成、藻类和幼虫附着、大型生物寄居4个阶段。其次介绍了海洋防污涂层的2种抗污机制,分别是利用物理法抑制生物污损在材料表面附着和利用化学法释放防污剂或是产生活性氧杀灭微生物,并对比和分析了2种抗污机制的差异及其局限性。进一步将海洋防污涂层的构筑策略分为协同抗污和仿生抗污这两大类,其中协同抗污策略包括利用复配防污剂来提升抗菌广谱性,降低耐药性,或是引入电、热、磁等外场干预来协同强化涂层抗污效果。仿生抗污策略则是师法自然,在材料表面构筑微纳米结构,赋予涂层超浸润、超润滑、动态自抛光等仿生学特性,从而实现涂层的高效抗污。此外,还可以在涂层中引入天然防污剂或合成其衍生物,以降低防污剂对生态环境的毒害作用。最后展望了涂层防污机制的研究方向,并提出了新一代防污涂层的设计思路。     

船舶海洋污损生物防治技术及装置研究进展

海洋污损生物增加附着基体的摩擦阻力,甚至对基体的腐蚀产生影响。海洋污损生物的附着过程主要分为三个过程,同时在粘附界面存在多种粘结作用。材料学、防污涂层、电化学、电解技术、超声波和紫外照射等技术是目前海洋污损生物防治的主要方法;在石油平台常用物理除污装置进行防污,而电解防污装置则在船体、管道等的污损生物防治中广泛使用。对海洋环境无污染、防污时间长、防污效果明显、经济是海洋污损生物防治技术的一种趋势,装置设计简单、易于操作、能耗低则是防污装置的发展方向。     

船舶表面微结构防污技术研究进展

海洋污损生物对船壳浸水表面的危害十分严重,基于表面微结构的防污技术是一种绿色防污方法,不会对海洋生态环境造成任何危害,近些年来得到了重点研究。文中分析了自然界中多种具有自清洁能力的动植物的表面微观结构特征;总结了表面微观结构防污机理研究方面的进展;阐述了几种现有的微观结构防污理论模型:ERI模型、纳米力梯度模型以及SEA模型。对当前常用的微米级结构、纳米级结构以及微纳复合结构的加工方法进行了综述;分析了目前微结构表面防污性能常用评价方法:实船试验方法、浅海浸泡试验方法、接触角试验方法、附着力测量试验方法以及生物附着试验方法。基于细菌、石莼孢子、硅藻和藤壶金星幼虫等典型海洋污损生物,对表面微结构的防污特性进行了分析,提出深入研究海洋污损生物的附着机理和表面微结构的防污机理,进而建立表面微结构的设计基准。多尺度微纳结构的快速精准加工和完善防污性能评价体系,是表面微结构防污发展中面临的难题和未来发展方向。     

浅谈海洋生物污损对导管架平台安全的影响

文章介绍了海洋生物污损的概念及其形成过程,讲述了海洋生物污损引起的两种基本破坏方式,即海水腐蚀破坏和波流载荷破坏。以埕北油田某导管架平台的实际参数为例,计算验证了海洋生物污损对导管架平台所受波流载荷的影响。试验数据表明海洋生物污损对导管架平台的安全构成了严重威胁。     

海洋污损生物防除方法概述及发展趋势

海洋污损生物对船舶等海洋结构物的污损已经成为人类从事海洋开发活动的一大障碍.本文综述了污损生物附着机理及其危害,介绍了当前工程应用和研究中的主要防污损技术:物理防污法、化学防污法和生物防污法.分析了各类防污方法的防污机理及优缺点,展望了防污技术未来的研究和发展趋势.     

港湾污损生物生态研究—海鸥浮码头污损生物现场检测及其污损量化

现场检测了坞修海鸥浮码头尾舵舱、船体和船头的污损生物,共检出8类30余种生物。优势种为紫贻贝Mytilus galloprovincialis,首次发现粗胞苔虫Scrupocellaria sp.,物种多样性顺序为船头>尾舵舱>船体。尾舵舱口污损最严重,此处重叠附着厚度达15 cm,硬壳类污损生物覆盖面积百分比达70%。讨论了季节因素、船体结构、海水流动状态和阳光照射对污损生物群落组成的影响;将检出的污损生物分成硬壳类群、被覆类群、直立类群和藻类群4类,根据硬壳类附着面积大小给出污损程度的量级并绘出了浮码头的生物污损图,对促进非生物专业科技人员的交流、防污标准的制定及污损生物生态数学建模具有一定的推动作用。