仿生的概念是上世紀末提出來的，基本理念是模擬大型海洋生物的表面結構來實現防污，比如自然界中海豚的表皮能分泌出特殊的粘液，海蟹可以分泌出一種酶，都使海洋生物難以附著。”海洋化工研究院總工程師、海洋涂料國家重點實驗室副主任桂泰江博士告訴記者。“仿生防污涂料的最大意義就是環保和減阻。”“海洋生物的附著給船舶和海洋設施帶來極大的危害，它一方面增加船體自重和船體摩擦阻力，從而增加燃料消耗；另一方面會加速船體腐蝕，縮短船舶使用壽命。”桂泰江博士告訴記者，當船舶或海洋裝備的海洋生物污損率為5%時，阻力就相當于潔凈表面的兩倍，燃料消耗增加10%。目前解決這一問題的做法是給輪船及海洋裝備噴涂防污涂料，而傳統的防污涂料是通過對附著生物進行毒殺來達到防污目的，會對海洋產生一定的污染。
如何能夠既解決海洋生物附著問題又不會給大海帶來污染？桂泰江博士說，他們研究發現，在大海里眾多大型生物則是通過非常“友好”的方法來防止污損。因此，海洋化工研究院開始基于這一原理研究一種仿生防污涂料，目前研究院申報的新型仿生防污技術的研究入選“973”計劃項目，研究人員對海洋防污涂料表面形成的生物膜進行系統研究，建立生物膜防污機理，探索新型的仿生防污技術，為研制無毒環保型仿生防污涂料奠定基礎。
仿生防污涂料節油又環保
“仿生的概念是表面結構像生物一樣，以及提煉活性物質防止生物附著。目前仿生的部分概念已經進入應用階段。”桂泰江告訴記者。“比如采用仿生技術生產的"污損釋放型防污涂料"在船開動以后，以釋放小分子硅油來模仿自然生物體內釋放的粘液，達到生物無法附著的目的。”由海洋化工研究院自主研發、擁有專利的“無錫自拋光防污涂料”也揉進了仿生的概念，在水解的過程中均勻地釋放無毒的殺菌劑，以此達到相同的目的。“在"無錫自拋光防污涂料"研發成功之前，我國都是依賴國外進口，如今這個產品填補了國內空白，目前已進入市場，有望結束依賴進口的局面。”“一艘船一年消耗的油和排放的二氧化碳都很大，很多船級社已經開始制定相關法規以降低能耗指數，而涂料是相對容易實現的辦法，其中自拋光防污涂料已在20~30艘船上進行實驗。”桂泰江說，“實驗表明，一艘300噸的漁船使用了僅是含有仿生概念的自拋光防污涂料，一天就節省了200公斤燃油，經濟價值非常明顯。”桂泰江表示，海洋化工研究院已經與北海船廠合作，在大連、武漢、上海、廣州等建立辦事處進行銷售、技術服務和協調，防污方面的年銷售額可達400萬~500萬元。
產學研助仿生概念產業化
“最早的"青島號"帆船就應用了這種涂料，所以現在這種涂料也應用到了豪華游艇上。”桂泰江笑著說，“仿生涂料應用范圍廣泛，在海水養殖業發展迅速的同時網箱也越來越大型化，不像以前的小網箱便于清理，現在網箱上一長生物就容易把網堵住，魚很容易缺少養分。而在網箱上涂上仿生防污的漁網涂料，效果非常好，在北方使用的有效期可以達到一年，目前已經在青島市立項。”“因為防污涂料是特種功能涂料實驗周期非常長，而且還有市場推廣的難題，所以現在仍面臨著許多挑戰。”桂泰江告訴記者，“雖然國外已經做出模仿鯊魚表皮的模具，但是并不實用，目前最主要的兩個突破難點就是生物表皮結構如何轉變為涂料化的技術，以及提高天然產物的經濟性和大規模的生產能力。接下來最大的目標是把防污涂料做得更環保，期限更長，并且更好地實現減阻效果，同時整，合不同學科的優勢，結合生物工程方面盡快實現產業化。”
為了盡快完成這一目標，近日，青島科技大學與海洋涂料國家重點實驗室（依托海洋化工研究院）開展聯合培養研究生工作，雙方簽署了研究生聯合培養協議。協議中確定了海洋防污技術、重防腐技術和功能型涂料技術為今后的幾個重點研究方向。有了人才的支撐，仿生概念或許會很快應用到各行各業中。