海洋生物污損是海洋工程材料服役中面臨的世紀性難題，開發(fā)無毒高效的防污涂層事關能源、環(huán)境、國防等國家重大需求，但是現(xiàn)階段的防污涂層由于較差的機械性能和短效被動殺菌機制不可避免地發(fā)生二次生物污損以及更嚴重的微生物腐蝕。

圖1. 珍珠母啟發(fā)的MOF基海洋防污防腐涂層：a) 由無定型水凝膠和結晶MOF構成的高度有序微結構；b) 涂層防污耐微生物腐蝕工作原理。

圖2. 涂層的制備與結構表征：a) 水凝膠錨定MOF生長過程；b-d) 制備過程表面微觀形貌變化；e-g) 水凝膠層和MOF基涂層的XRD譜圖、XPS譜圖和FTIR譜圖。

圖3. 涂層的力學性能：a-b) 不同CMC含量水凝膠的應力-應變曲線和對應強度；c-e) 不同PEI含量水凝膠的Zeta電位、浸潤性與保水能力；f) 涂層與基底間的粘合力；g-h) 不同基底材料及復雜曲率表面的涂層生長。

圖4. 涂層的防污性能：a) 抗蛋白質(zhì)粘附性能；b-e) 普適抗菌性能；f-g) 抗藻性能；e) 銅離子釋放速率。

圖5. 涂層的耐微生物腐蝕性能：a) 銅離子pH響應釋放行為；b-c) 電化學阻抗譜表征；d-f) 海洋微生物環(huán)境下材料表面的最大點蝕深度。

圖6. 涂層的載藥性能：a) 載藥過程示意圖；b) 涂層BET吸附曲線；c-d) 涂層載藥效率與載藥量優(yōu)化；e-f) 增強的防污防腐性能；g) 現(xiàn)有海洋防污涂層性能比較。

以上工作獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金重點項目、中國博士后創(chuàng)新人才支持計劃項目、中國博士后科學基金面上項目、遼寧省自然科學基金科研啟動項目和中央高?；究蒲袠I(yè)務項目的支持。