納米增韌耐磨海洋污涂料
海洋生物污損,是指藤壺、貽貝、藻類等海洋生物在船舶、海底電纜、海上平臺等浸沒表面的附著生長現象。看似微小的生物群落,實則危害巨大:它們會增加船舶航行阻力,導致燃油消耗激增(據統計,全球船舶因污損每年多消耗約7000萬噸燃油);會堵塞海底光纜、油氣管道,影響通信與能源傳輸的穩定性;更會干擾海洋探測設備的精度,甚至導致勘探數據失真。傳統應對方式依賴定期人工清理或使用含錫、銅等重金屬的防污涂料,但前者成本高昂(大型船舶每年維護費用超百萬元),后者則面臨環保法規收緊(國際海事組織IM0已逐步限制有毒防污劑使用)的嚴峻挑戰。
技術突圍:中科院納米所"納米增韌耐磨海洋污涂料"的顛覆性創新
面對這一全球性難題,中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所給出了"中國方案"——其研發的"納米增韌耐磨海洋污涂料",以納米技術為核心,突破了傳統防污涂料的性能瓶頸,為海洋裝備防護提供了長效、環保、經濟的解決方案。
傳統防污涂料常面臨"防污期短"與"易脫落"的兩難:為增強附著力,需提高漆膜硬度,但硬度過大會導致柔韌性不足,在復雜工況(如卷繞、彎曲)下易開裂;若降低硬度提升柔韌性,又易被水流沖刷脫落,防污效果難以持久。
中科院團隊創新性地引入納米復合增韌技術,通過構建"納米顆粒-有機基質"互穿網絡結構,大幅提升了漆膜的力學性能:一方面,納米顆粒(如二氧化硅、碳納米管等)均勻分散在樹脂基體中,形成"應力分散點",有效抑制漆膜在彎曲、拉伸時的裂紋擴展,使漆膜耐彎折性提升3倍以上;另一方面,納米級的交聯結構增強了分子間作用力,漆膜硬度可達2H以上(傳統防污涂料多為HB-H),高壓強下(如深海高壓環境)仍保持完整。這一突破徹底解決了"防污"與"耐用"的矛盾,讓涂料在長期浸泡、機械形變等復雜條件下仍能穩定發揮防污功能。
成果發布于:2025 年 7 月
中國科學院大學
2021-01-12