藤壶、海藻、牡蛎等近海附着生物,常年依附于船舶船底、螺旋桨、海洋牧场养殖网箱、海工平台水下构件表面生长繁殖,是困扰全球海洋产业多年的水下附着生物污损问题。这类附着生物如同海洋水下设施的顽固性附着物,会大幅加重水下构件负荷,高污损海域工况下,设施水下表面每平方米生物附着增重可达数十公斤,极端海域最高增重超80公斤。据2022年《科技日报》行业测算数据,全球每年因海洋生物附着污损产生运维、能耗、防腐等直接经济损失突破500亿美元,不同权威机构全产业链核算口径不同,综合损失规模远超该数值。
海洋生物污损带来的损耗,兼具经济成本与生态双重负面影响。对于航运船舶而言,表层附着生物会加大船体水下摩擦力,拉高航行燃油消耗量,同时加速船体金属结构腐蚀老化,缩短船舶检修周期;跨海域通航船舶,会携带本土附着生物迁徙至异地海域,极易诱发外来海洋物种入侵,破坏近海原生生态平衡。除此之外,核电站取水管道、波浪能发电装置、海底算力设施等关键海洋基建设备,一旦发生大面积生物污损,会堵塞通水、换热构件,直接干扰设备常态化安全运转,埋下运维安全隐患。
二十年试错求索:从跟风溯源到原创开辟全新防污路径
早在2003年,华南理工大学张广照教授牵头组建专项科研团队,入局海洋环保防污材料研发赛道,瞄准无毒、长效、可量产的国产防污材料攻坚。项目研发初期,团队对标全球主流科研方向,深耕抗蛋白吸附材料研发——海洋生物附着的前置环节为水体蛋白质吸附着床,业内普遍认为,具备抗蛋白吸附性能的材料,即可从源头规避生物污损。
2006年开始,团队针对性研发多款改性聚氨酯基材,投放国内多处高污损海域开展实景海试,历经五年实地监测验证,该技术路线短板彻底暴露:抗蛋白类防护材料环境适配性极差,在近海微生物、贝类富集的高污损海域,仅两个月就会丧失防护能力,无法满足船舶、海工设施长效服役要求。长达五年的跟风研发,最终宣告技术路线走不通。团队核心成员马春风教授坦言,前期跟风国际路线的研发试错,为后续原创技术研发积累了关键海域工况数据。
科研突破口,源于一线海洋工况的朴素实景观察:远洋船舶航行状态下船体极少附着生物,绝大部分生物污损,都集中发生在船舶停泊、海工设施静止服役阶段。依托这一现象,团队结合自然规律,跳出传统“对抗消杀、阻隔附着”研发思维,在全球范围内首创动态表面防污原创技术理念。
区别于传统有毒涂料灭杀生物、硬质涂层阻隔生物的对抗式思路,动态表面防污核心逻辑为柔性规避:依托高分子材料改性技术,让防护涂层表层实现微米级可控动态更迭,持续改变构件表层物理状态,让微生物孢子、贝类幼虫无法稳固着床、扎根生长,从生长源头阻断海洋生物附着条件,全程无需添加有毒消杀成分,零生态毒害。
硬核科创确权:自主专利打破海外材料垄断壁垒
团队研发的动态表面海洋防污材料及配套防护技术,技术成熟度通过多级核验,2022年4月,正式斩获2021年度广东省科学技术奖技术发明奖一等奖(颁奖大会2022年4月15日举办)。依托原创底层机理、配方工艺、制备设备全套自研技术,项目累计取得中外授权发明专利31件,布局美国、日本、新加坡海外发明专利各1件,完成国内外知识产权全方位布局,彻底打破海外企业在高端海洋防护高分子材料领域,长期把持的技术、产品双重垄断格局。
全场景规模化落地:适配多元深远海水下基建场景
目前这款生态友好型动态防污材料,已完成工况适配迭代,规模化应用于远洋船舶、可再生能源海工平台、海底算力中心、海水养殖海洋牧场四大核心领域,适配动态航行、静态驻留两类水下作业工况。










