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海洋生物污损给船舶和海洋设施的安全和运行带来不利影响。随着环保要求的提高,开发无毒、绿色的防污技术成为研究热点。研究发现,大型海洋生物表皮具有防污功能,仿生防污作为一种全新环保型防污方法,受到广泛关注。本文利用具有高含水、润滑和低弹性模量等特性的水凝胶材料制备不同涂层体系来模拟海生物表皮粘液层的防污功能。通过聚丙烯酸钠(PAAS)微粉复合PVA制备释放型水凝胶涂层,模拟了大型海生物表皮表皮黏液层的更新功能;建立了具有微纳分级结构的水凝胶涂层,探讨了防污性能和涂层微观结构之间的内在联系,研究了微纳分级结构自清洁防污机理;制备了Cu2O/PVA复合水凝胶,探讨了Cu2+杀菌剂的释放规律及其对涂层防污性能的影响。研究发现,PAAS微粉含量为10%的涂层,在水体环境中表层可形成致密连续的水凝胶膜,且长期浸泡可保持基体完整,无开裂现象。PAAS水凝胶释放型涂层自修复自更新效果明显,在流动水体环境下具有显著的自清洁能力和防粘附性能。利用碳纳米管(CNT)改性PVA水凝胶构建了微纳分级结构复合水凝胶涂层,涂层的防污机理可解释为,涂层表面微纳分级结构和亲水疏油特性二元协同作用使涂层表面具有自清洁能力,涂层表面防污性能得到提高。制备了 Cu2O/PVA复合水凝胶涂层。研究结果表明,Cu2O粉末掺量过高PVA多孔结构被填满,Cu2+不能通过水凝胶孔洞扩散到水体中,释放率反而随着Cu2O粉末掺量的增加而降低。最终,确定了Cu2O掺量为5%的防污涂层短期内Cu2+释放量最高。