海洋生物污损导致船舶阻力上升、燃油消耗增加、外来物种入侵，传统杀生型涂层存在环境风险。自抛光共聚物（SPC）中三异丙基丙烯酸硅酯（TiPSA）是关键可水解单元，但其纯组分水解行为与防污的构效关系尚不明确。本研究目标旨在揭示纯 TiPSA 涂层水解状态对防污性能的影响，分离水解效应与涂层消融效应。

图1 (a) 涂层浸入海水后的响应示意图：硅丙烯酸酯涂层浸入海水后，表层发生水解，导致润湿性改变，最终抑制海洋生物的有害附着。(b) 采用接枝聚合法制备交联型聚 (三异丙基硅基丙烯酸酯) p (TiPSA)）涂层的示意图。(c) 玻璃基底上制备的超平整原始硅丙烯酸酯涂层实物图。(d) 三异丙基硅基丙烯酸酯（TiPSA）单体（红色）与对应聚合物（蓝色）的衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR−FTIR）。

图2 涂层在盐水中浸泡后的稳定性与性能变化(a) 动态浸泡条件下涂层在海水（SW）中的稳定性。涂层在室温下浸泡 14 天，测定不同浸泡时间后的质量损失。(b) 室温下动态浸泡 14 天期间，涂层在海水中的吸水率。相对吸水率以原始涂层质量为基准进行计算。(c) 干燥状态下，不同水解程度的聚（三异丙基硅基丙烯酸酯）（p (TiPSA)）涂层的摆杆硬度。三幅图中所有数值均为三次独立平行实验的平均值，误差棒代表标准偏差。

图3 TiPSA 涂层的润湿性(a) 涂层在海水（SW）中、以 65 rpm 在轨道摇床中浸泡后测得的静态水接触角。所有数据点均为三次平行测定结果，误差棒代表标准偏差。随后用超纯水（MQ）冲洗，并在室温下干燥 24 小时后再进行测量。(b) TiPSA 基涂层的 ** captive 气泡接触角（CBCA）。所有涂层均在水下测量；测量 CBCA 时，将涂层置于充满海水的容器中在静态条件下孵育，测定气泡在涂层表面的铺展情况 **。缩写t₀–t₄表示为生物实验选定的海水关键浸泡时长。

图4 不同海水浸泡时间下聚 (三异丙基硅基丙烯酸酯)p (TiPSA)涂层的 ATR-FTIR 光谱

图5 动态条件下海洋硅藻Amphora sp. 与海洋细菌Cobetia marina在不同水解状态 p (TiPSA) 涂层上的附着定植(a) Amphora sp. 相对附着密度（n=3），以疏水性 pBMA 为参照进行归一化，其实际附着密度分别为 1383 个 /mm²、1222 个 /mm² 和 853 个 /mm²。实验时长 60 分钟，硅藻浓度为 2×10⁶个 /mL。不同字母 a–d 表示组间差异具有统计学意义（α=0.05）。(b) 不同水解状态表面上附着的Amphora sp. 荧光图像，比例尺为 50 μm。(c) C. marina相对附着密度（n=3），以 pBMA 为参照进行归一化，其实际附着密度分别为 3143 个 /mm²、792 个 /mm² 和 1019 个 /mm²。实验时长 45 分钟，细菌浓度为 7.5×10⁶个 /mL。标注不同字母 a–d 的柱形表示差异具有统计学意义（α=0.05）。(d) 不同水解状态涂层上附着的C. marina荧光图像，比例尺为 50 μm。

图6 泥沙吸附特性与短期现场浸泡试验(a) 不同预浸泡处理的涂层在动态条件下孵育 60 分钟后的泥沙附着量；通过测定泥沙孵育前后的吸光度计算得到相对吸光度。(b,c) 涂层在卡纳维拉尔港开展短期现场暴露试验，分别在 **(b) 静态和(c) 动态条件下浸泡 3–4 天，图中展示了不同涂层表面的平均生物附着密度 **。

一段话总结：本文以纯三异丙基丙烯酸硅酯（TiPSA）为单体，通过光引发接枝聚合制备交联型自抛光涂层，系统表征其在海水环境下的水解行为、润湿性、力学性能、稳定性与吸水特性，并经实验室生物附着测试与短期海洋现场试验证实：涂层水解状态直接决定防污性能，预浸泡水解 1–7 天可显著降低海洋硅藻、细菌附着与生物淤积，静态现场条件下水解越充分防污效果越好，动态条件下可快速达到低污损稳态，且涂层 14 天内质量保留率 > 98%、最大吸水率 23%，为硅基丙烯酸酯防污涂层的水解调控提供基础依据。（文章链接：https://pubs.acs.org/10.1021/acsami.5c25268）