任何淹没在海水中的表面都受到海洋生物的影响，包括数十万种细菌、藻类和软体动物。这些海洋生物通常被航运业称为污染或生物污染。有机物在海面上的积聚会对海洋工业产生严重的影响。这些影响包括船舶燃料消耗增加，温室气体排放和由于其水下船体的恶化而失去机动性。船体通过涂层退化、生物腐蚀和船体粗糙度的增加发生退化。生物污染每年给航运业造成数十亿美元的运输费用(Callow和Callow, 2011)。

防污涂料是防止海洋生物积聚的长期解决方案。它们被工业广泛使用，通常依赖于一种有毒物质的过滤，如:

• 铜(金属)
• 氧化亚铜
• 重金属(铅)
• 砷涂料
• 三丁基锡(TBT-based化合物)。

上述所有涂层，尽管程度不同，对水生生物都有不利影响，更具体地说，对牡蛎、哺乳动物和鱼类等更广泛的海洋生物都有不利影响。2008年1月，国际海事组织(International Maritime Organization)禁止在所有船舶类型上使用基于丁二醇酯的涂层。为了应对这一变化，防污涂料使用了高浓度的铜，这导致了新的环境问题。

由于IMO2020(降低航运业硫含量的决议)，人们对环境问题的认识有所提高，船用燃料的主要来源燃料(船用燃料的主要来源)价格上涨，航运业有理由寻找替代解决方案。

新型低表面能释放污染物涂料是一种环保的选择，它显示出降低生物杀菌剂使用的影响和节省航运业的燃料消耗的潜力。防污涂料是行业的下一代智能涂料。它们通过降低燃料成本为航运公司节省了资金，而且不会将杀菌剂滤入海洋。

目前最先进的污垢释放涂料包含两大类聚合物材料，显示污垢释放特性:硅基和氟基聚合物。然而，这些聚合物的危害比基于生物杀虫剂的涂料要小，但它们也会将有毒成分引入海洋环境。由于其实质性的性质和化学结构，这些涂层系统非常柔软，容易磨损和撕裂。软聚合物具有低弹性模量，低表面能和表现出极低的粘附与生物污垢。问题是，随着时间的推移，它们会磨损，在海洋中产生大量的微塑料。一些科学家正在研究这种影响，比如意大利锡耶纳大学的弗雷德里克·加洛等人的《海洋垃圾塑料和微塑料及其有毒化学成分:紧急预防措施的必要性》。其他报告也表明，这些含氟化合物被怀疑同样会引起健康问题，包括癌症、肝损伤、生育能力下降以及哮喘和甲状腺疾病风险增加。商用软防污涂料的主要问题是附着力弱;它使它们不可能在不损害其涂层表面的情况下进行适当的清洁。

石墨创新和技术公司开发了一种坚硬的可释放污染物的2022世界杯八强水位分析涂层，可以很容易地清洗，而且不需要应用底漆。这种复合智能涂层是基于近年来纳米材料的发展。石墨烯以其高机械强度、低摩擦和惊人的韧性而闻名。该公司已经使用这项技术三年多了，能够创造出一种坚硬、稳定的表面，不会将毒素或微塑料滤入海洋。该涂层的性能包括良好的光滑表面，可以提供与软排放技术相同的燃油节约性能。2022世界杯八强水位分析

该涂层还采用了最先进的聚合物复合材料，主要来自可再生资源，采用了绿色化学。与高达40% VOC的商业涂料相比，这种涂料的挥发性有机化合物(VOCs)几乎为零，新技术计划在2022年投入商业生产。

Foul-Release涂料

由于其潜在的表面特性，这种“光滑”涂层可以节省燃料。材料科学使纳米尺度上的表面轮廓和海水与涂层表面之间的化学相互作用得以深入研究。在这种情况下，两种类型的有机硅和氟涂料已比较了新开发的硬脱污涂料。这些涂层表面的粗糙度剖面被夷平到0.01 μ m左右，这赋予了它们吸引人的光滑光洁度，并改善了它们的表面水流，减少了船舶感受到的阻力(图1)。

海水与涂覆船体之间的相互作用对船舶的水动力性能至关重要。水与涂层表面的接触越少，船观察到的阻力就越小。而且，海洋生物就越难附着在海面上。表面界面张力的降低提高了该技术的疏水性和自清洁性能。图2显示了商业技术和新的硬污染物释放技术的比较，概述了使用“固滴实验”评估海水和涂层2022世界杯八强水位分析表面之间的相互作用的“接触角”。

软排放技术的主要局限性

有机硅和氟聚合物涂层的主要问题之一是与船体在日常航运操作中暴露在划痕和损坏有关。在这些涂层的使用寿命中，当它们被划伤时，它们会去除它们的顶部涂层，从而产生容易受到生物污垢影响的缺陷。这一缺陷也扰乱了船体的水动力学，是受损区域周围涂层进一步分层的根源。图3通过一个简单的实验，对比了软释污技术与GIT新开发的技术的抗划伤性能。两个样品都是用螺丝刀在45°和5公斤的力手动划伤。这个简单的实验展示了这两种技术的抗划伤能力，它还模拟了日常的船舶作业和船体清洗作业。2022世界杯八强水位分析

在涂料开发中使用先进材料科学的主要好处之一是能够进一步增加这种类型的材料的硬度而不失去其灵活性。虽然极软，氟基聚合物可以承受很大的变形量。这种新开发的硬脱污涂层的主要优点之一是，由于石墨烯纳米片具有极高的韧性，在使用同一种材料时，它既能弯曲又能抗划伤(图4)。

多功能硬质脱污涂料的优点

新时代的智能船用涂料具有极高的硬度和良好的抗划伤性能。D邵氏硬度超过72.5，相比之下，硅基防污涂料的D邵氏硬度为0.2(图5)。这种智能涂料还具有内在的防腐蚀性能，VOC含量低于10%。硬释污涂料的发展引领了环保涂料的新时代，提供:

• 更安全的应用(低蒸发，低气味)和提高工人的安全。
• 降低涂料的重量。
• 船体水下清洗能力，不损坏漆面。
• 涂层干燥后损耗低(湿膜厚度干膜厚度)。
• 更少的油漆应用需要获得足够的覆盖。
• 更好地控制油漆工作的质量。
• 避免生产延误，加大环保力度。

图6对比了传统的杀菌剂涂料与软、硬排放技术。2022世界杯八强水位分析

底线/展望未来

水下海洋涂层的未来是由减少海洋污染和提高船舶能源效率驱动的。新的环境限制措施正在实施，如IMO 2020和IMO 2030，目标是到2030年将二氧化碳排放量减少至少40%，努力到2050年实现70%，以满足《巴黎协定》的温度目标。此外，随着对水下噪音及其对海洋哺乳动物影响的新认识，环保解决方案的发展将有很大的空间。智能涂料技术旨在解决这些问题，2022世界杯八强水位分析成为解决方案的一部分，最终目标是解决我们的环境危机，为航运业节省资金。