海洋生物污损是海洋工程材料服役中面临的世纪性难题，开发无毒高效的防污涂层事关能源、环境、国防等国家重大需求，但是现有防污涂层由于较差的机械性能和短效被动杀菌性能不可避免地发生二次生物污损以及严重的微生物腐蚀。受珍珠母不定形/结晶异质结构的启发，该研究开发一种由生物基聚合物水凝胶和致密有机金属框架材料（MOFs）协同组装的稳定坚韧的海洋防污防腐涂层。多尺度高密度交联网络有效提高涂层强度和韧性等力学性能，而且可不受基底的材质和形貌的限制而稳定涂覆在金属、玻璃、橡胶，塑料等各种材料表面。更重要的是，由于MOF材料本征多孔特性，这种仿生涂层可作为杀菌剂、缓蚀剂等的多功能负载平台，呈现出基于智能金属离子或药物释放的主动防御行为，实现对于包括蛋白质、细菌、藻类在内海洋污损生物的广谱防污，并有效抑制金属材料的微生物腐蚀过程。该研究成功开发了一种新型高强MOF基涂层的制备策略，并为海洋防污与海洋防腐的协同设计提供了独特见解。
图1.珍珠母启发的MOF基海洋防污防腐涂层工作原理。
以上工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、中国博士后创新人才支持计划项目、中国博士后科学基金面上项目、辽宁省自然科学基金科研启动项目和中央高校基本科研业务项目的支持。
