学生在实验室“养菌”

船舶长期服役于高盐、高湿、高腐蚀的海洋环境，船体锈蚀不仅会降低船舶结构稳定性、缩短服役年限，还会增加船舶航行阻力、提高燃油消耗与运维成本，成为水路交通实现降碳增效亟待破解的关键问题。

锈蚀造成的损耗贯穿船舶全生命周期。“钢铁行业在制造业中碳排放量较高，每生产1吨钢铁将产生约2吨二氧化碳排放。2025年我国造船所用的钢铁量约为1650万吨，其中约10%在被腐蚀后无法回收。”刘涛说。

长期以来，防腐多靠化学涂料。但传统涂料易向海水释放有害物质，且难以覆盖管道内壁、螺丝缝隙等死角。如何找到一种既环境友好，又持久高效的防护良方？刘涛团队将目光投向了浩瀚海洋中的“原住民”——微生物。

过去人们对于细菌有天然的主观成见，认为细菌会导致材料加速腐蚀。走进上海海事大学海洋科学与工程学院实验室，记者看到了各种金属材料，表面有一层光泽。“这个光泽很多人以为是刷了涂料，实际上并没有。它完全是放到海水当中，通过细菌微生物，在表面形成了矿化层。”刘涛说，生物矿化不选择材料，铜、银、镍合金、不锈钢等都可以。

“这屋里闻着有点味，却是全实验室最干净的。我们养的都是完全无害的益生菌。”在实验室里，刘涛指着培养皿笑言。

这项名为“生物矿化”的技术，原理很接地气。“就像家里烧水，壶底会结水垢。在海洋中，微生物也能诱导海水里的钙离子、镁离子，在材料表面‘结垢’。”刘涛说。

但这层“垢”大有乾坤。在扫描电镜下，涂层展现出惊人的微观之美：金属基底、过渡层与矿化涂层紧密咬合。过渡层如同“指纹区”，让涂层与金属自然交融，附着力极强。实验室里，记者看到在十分之一纳米的微观尺度下，这些矿化细菌衍射斑点勾勒出碳酸钙、碳酸镁的特定“指纹”，形似“妙脆角”，微纳米结构层层叠加，孔隙率随生长不断降低，将水分子和氯离子死死挡在门外。

更奇妙的是它的“智能”与“自愈”。这层生物涂层厚度长到30至50微米便会自动“刹车”。一旦涂层受损，只要海水中还有矿化微生物，它就能原位自我修复。

“我们不追求取代传统涂料，而是讲究‘天人合一’。”刘涛说，在船舶压载舱、密闭管道等“人进不去、涂料刷不到”的特殊场景，定期注入特定微生物，便能实现长效防护。

从实验室走向深蓝，最大的拦路虎是“时间”。

最初，生成涂层需要14天。“涂料一天就能刷完，等14天根本不现实。”刘涛说。团队死磕生物代谢规律，不断突破极限：7天、24小时……如今，通过添加特定诱导物，成膜时间已缩短至惊人的2小时。当年的博士生郭章伟现在已经成为上海海事大学副教授、课题组的骨干成员，他甚至开发出直接用二氧化碳在表面诱导矿化的新方法，彻底摆脱了单纯依赖微生物的限制。

提速的背后，是一支活力迸发的跨学科“青年铁军”。

实验室里，微生物组多为女生，她们心思细腻，把养菌当成了“养宠物”，精心呵护着从极地到南海的100多种微生物；材料组多为男生，他们扛着设备，在实海环境中摸爬滚打，验证数据。

如今，大模型也为研发插上翅膀。筛选微生物矿化配方时，一人建模型，一人做验证，不到一周就能完成配方调优。从极地4摄氏度到南海35摄氏度，这群年轻人正让微生物在更广阔的海域“安家落户”。

目前，这项技术已在海上风电套筒、船舶密闭舱室等场景崭露头角。结合其他防护手段，原本在海水中极易失效的金属部件，焕发出长久的生命力。