青岛日报社/观海新闻6月9日讯 日前，四川大学青岛研究院与深圳玉瓶科技有限公司签署“超滑防污涂层”项目合作协议，这意味着川大青岛研究院历时10年开发的新型防污涂层正式推向市场。在此之前，2年多的实践应用和实体对比实验已证明，该产品在14项关键指标中均优于国外同类产品，将打破目前国内海洋防污涂料市场主要由国外企业垄断的局面。
“超滑外衣”让海洋附着生物“无处落脚”
第三方调查机构Safinah Group（萨芬纳集团）曾对2015-2019年间249艘船舶上坞数据进行跟踪分析，结果显示，超过62%的航运船舶水下存在超1000平方米的藤壶覆盖。研究表明，船舶污底覆盖率达到10%时，船速15节的船舶维持航速需增加36%的额外动力；污底覆盖率达到48%时，维持航速需额外增加的动力最大值达到57%。这组数据表明，航运企业长期背负着额外的经营成本，同时阻力增加所带来的燃油消耗导致更多的海洋污染。解决这一问题的传统方法是清洗船体附着物，但无论是人工清洗还是机械自动化清洗，航运企业都需要支付较为昂贵的费用。
另一个解决问题的思路就是防污涂料的应用。其中，“超滑防污涂层”是近些年发展起来的一种无毒仿生防污技术，2012年，该技术被评为全球百大发明之一。基于该技术开发出的新型船舶防污涂料，具有抗海洋生物附着、减阻增速、节能、环保无毒等特性，近年来已经被国外军方采用，对我国而言，这是典型的“卡脖子”技术。
川大青岛研究院项目研发团队从2012年开始与川大水利水电学院专家团队携手攻关，进行“超滑技术”的研究，受蚯蚓自分泌机制的启发，开创性地开发了“自分泌超滑技术”。
蚯蚓之所以能成为“钻地高手”，秘诀就是其身体表面一直分泌着一层液体。川大青岛研究院化工与材料部主任范冰告诉记者，“超滑防污涂层”也是给船舶等海工装备覆盖上持续分泌的液体。一方面，水是液体，而液体和液体之间的摩擦力是最小的，这就产生一种“超滑”效果，通过抗海洋生物附着来达到减阻增速、节能减排的功效；而且材料环保无毒，甚至可以入口，避免对海洋产生污染。另一方面，防污剂是一种耗材，但“超滑防污涂层”可以持续进行分泌，因为涂层共有3层结构，最里面一层是结合层，中间一层是大分子囊状微孔结构，最外面一层是防污剂，而中间那一层就像无数个“小蓄水池”，当最外层的防污剂消耗掉时，“小蓄水池”里面的防污剂又会不断分泌出来。
正是由于这种“自分泌”的特性，“超滑防污涂层”的性能维持时间大幅延长。范冰介绍，在10年攻关中，研究团队持续对产品进行改进，目前已经开发出第三代产品，涂层“自分泌”的次数从最初的90次提高到5万次，根据涂层薄厚的不同、成本的不同，有效防污周期从5年到30年不等。
14项关键指标优于当前国外最优产品
据了解，川大青岛研究院研发团队从2019年起对“超滑防污涂层”进行中试，在实践应用中检验产品性能。除了在船舶上应用，研发团队还把这种新型防污涂层用在青岛的水下作业机器人、烟台的大型养殖网箱上。
以养殖网箱为例，普通的大型养殖网箱在水下3个月就会长满藤壶，网孔就会被堵死。而一个大型养殖网箱造价动辄几千万元，养殖的鱼类往往价值过亿，所以养殖企业常常要支付高昂的“清网”费用。而使用了川大青岛研究院的“超滑防污涂层”一年之后，养殖网箱基本没有藤壶，即使有少许小的附着物，用普通清洁水枪就可以很轻易地冲洗下来。据核算，使用“超滑防污涂层”可以为养殖企业大幅降低运维成本，平均每年每个网箱可以节约1/3到一半的运维费用。
经过实体对比实验，川大青岛研究院研发的“超滑防污涂层”在14项关键指标中均优于目前国外市场上所应用的最优产品，不但防污效果更好、防污性能维护时间更长，而且价格更低。例如目前国内许多大型船舶等海工装备使用的一款美国研发的“超滑防污涂层”，每公斤售价1500元左右；而川大青岛研究院所研发的产品每公斤售价约为1000元。据范冰介绍，该产品已申请PCT国际专利，接下来将面向国内外市场进行推广。
据了解，随着海洋经济不断发展以及海洋产业结构的调整升级，海洋涂料行业的技术水平不断提高，其应用领域和市场规模也随之不断扩大。预计到2025年，我国海洋涂料行业市场规模将突破700亿元。川大青岛研究院“超滑防污涂层”走向市场，不仅可以满足目前国内对高效环保防污漆的需求，也将打破目前国内海洋防污涂料市场主要由国外企业垄断的局面，实现“弯道超车”。（青岛日报/观海新闻记者 王沐源）
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