海洋生物污损是全球海洋工业设施面临的一项重大挑战，因为它不仅会降低船舶的速度，还会增加燃料消耗，并导致高昂的维护成本。为了应对这一挑战，防污涂料因其方便、高效和经济性，已成为减轻船舶水下表面生物污损的关键策略。海洋防污技术发展迅速，从传统的重金属杀菌涂料发展到广泛采用的无锡自抛光涂料。然而，这两种涂料都有可能释放重金属，从而对环境构成威胁。因此，开发不依赖杀生剂的新型绿色防污涂料，已成为一个重要的研究方向。污损释放涂料（FRC），如有机硅和氟涂料，通常由环保、高效且经济的材料制成。这些涂层不含杀生剂，通过其自清洁性能和低表面能特性实现了优异的防污性能。其中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）因其较大的Si-O键角和键长而被广泛使用，这赋予了涂层耐磨性和柔韧性。其结构中的甲基具有疏水性，使得污染物难以附着在有机硅涂层上，并且在水下流动剪切力的作用下被轻易清除。然而，FRC 涂层存在机械强度不足和静态防污性能有限等局限性，这限制了其使用寿命和适用性。

海洋生物污损的初始阶段通常以在材料表面形成生物分子条件膜为标志，该膜主要由蛋白质和多糖组成。这种动态界面层不仅改变了表面的物理化学性质，为细菌附着提供了结合位点，也为后续的污损生物的附着奠定了基础。关于污损生物的附着机制，具有超亲水特性和三维互穿网络结构的水凝胶材料能够吸收大量水分，形成膨胀的水合层。这种动态界面屏障有效抑制了蛋白质和多糖分子的初始吸附，从而在早期阶段阻止了海洋生物污损的发生。同时，通过持续的表面水合作用减少了微生物界面相互作用力，从而显著提高了防污性能。水凝胶可分为天然和合成两大类。天然水凝胶具有优异的生物降解性和生物相容性，但通常机械强度较低。与天然水凝胶相比，基于聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇（PVAL）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸（PAA）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）合成水凝胶具有更强的水合能力、更高的机械强度和韧性以及更低的成本。由于其主链结构中氧原子的高极性，PEG水凝胶表现出高亲水性、强水合能力、优异的机械性能和低成本，使其在多个领域得到了广泛应用。

然而，PEG涂层的高水溶胀率导致稳定性降低和机械强度减弱。因此，一个潜在的解决方案是将PEG基材料与疏水材料结合，形成一种两亲性体系，以调节表面相互作用并控制吸水性。通过将水凝胶与有机硅结合，可以有效减轻水凝胶过度溶胀带来的不利影响。同时，水凝胶坚固的交联结构增强了有机硅的机械性能，从而提高了材料的整体性能和耐久性。

为了进一步提高两亲性水凝胶的机械强度和防污性能，在水凝胶涂层中加入纳米粉末是一种有效的策略。研究证实，将荧光材料的荧光特性融入涂料中能够有效抑制污损生物的附着。具体而言，不同波长的光会影响硅藻的叶绿体和结构完整性。荧光粉在黑暗条件下能够持续发出余辉，从而干扰海洋生物的附着。

长余辉荧光粉（LAP）是一类具有出色光吸收、储存和发射性能的先进功能材料。将长余辉荧光粉添加到聚合物中，可以赋予涂层荧光性能。长余辉荧光粉可以直接分散到涂层中，即使在固化后也能保持荧光强度。此外，它是一种环保粉末，还可以利用自然光而无需消耗其他能源进行补充。在这些荧光粉中，硅酸盐基荧光粉表现出强大的耐化学性、优异的余辉性能、抗紫外线辐射性和防水性。因此，硅酸盐长余辉荧光粉更适合海洋环境。此外，LAPs 还能够赋予涂层持久的防污效果。

近期，大连海事大学齐育红团队采用物理混合法，成功制备了一种聚乙二醇（PEG）水凝胶改性的有机硅荧光涂层。

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