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  按需剝離海洋防污涂層能夠通過簡單去除來解決高污損壓力導致的涂層失效問題，也可應用于水下設備的臨時或短期防污，為生物污損防治提供了全新解決方案。然而，高附著力和可剝離性往往是相互矛盾的，設計制備高附著、按需剝離、可回收、高透明、高強韌的海洋防污涂層極具挑戰性。

圖1. 自增強按需剝離海洋防污涂層原理及性能

  然而，高附著力和可剝離性往往是相互矛盾的。為實現涂層的可剝離，傳統的方法主要是在涂層中加入可剝離助劑，使涂層的附著力遠小于剝離力。該策略破壞了涂層與基材的界面相互作用，易導致防污涂層在海水沖刷環境下脫落。為了使涂層既可剝離又滿足應用場景的附著力需求，要求涂層具備較強的內聚力，從而避免其在剝離過程中被破壞。通過在聚合物網絡中引入化學共價交聯是提高涂層內聚力的最有效方法，但共價交聯結構缺乏可逆性，限制了涂層的可回收性。此外，現有可剝離涂層忽視了表面防污功能化。因此，設計制備高附著、按需剝離、可回收、高透明、高強韌的海洋防污涂層極具挑戰性（圖2a）。

  華南理工大學海洋工程材料團隊長期致力于海洋先進防護材料的基礎與應用研究。近年來，該團隊聚焦于新型海洋防污涂層與技術開展了大量工作，先后制備了兩性離子基聚硅氮烷防污涂層、柔性硬質聚硅氧烷防污涂層、功能梯度防污防腐涂層等（Adv. Mater. 2025, 37, 2413035; Adv. Funct. Mater. 2025, 2424994；Adv. Funct. Mater. 2025, 35，2420562；Adv. Funct. Mater. 2024, 34，2408748；Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2011145）。最近，在前期工作基礎上，該團隊基于模塊化構筑策略發展了一類兼具表面廣譜抗污、基底高附著力且按需剝離的自增強功能梯度涂層，同時該涂層還具有可回收、高強韌、高透明度等特性（圖2b）。在該體系中，巰基功能化籠型聚硅氧烷（POSS-SH, 模塊1）和聚酯型聚氨酯預聚體（NCO-PU, 模塊2）為基本構筑模塊。其中，POSS-SH作為可逆自增強交聯基元與NCO-PU形成動態共價交聯，同時利用無機Si–O–Si內核增強材料的內聚強度，實現涂層的按需剝離及可回收。而聚酯型聚氨酯預聚體中的酯鍵和氨基甲酸酯鍵可保持本體高內聚強度同時與基材形成強氫鍵，實現涂層的高附著力。此外，進一步引入的模塊3即反應性雙親聚合物（RAP）可以在涂層固化過程中自富集到涂層表面，同時其反應性的異氰酸酯末端可以與聚合物網絡交聯，從而使涂層表面展現出優異的抗蛋白、抗細菌、抗硅藻粘附以及抗生物膜性能，并保持高透明度（透過率? 85%）、高強度（21.4?25.9 MPa）、高附著力（3.5?9.0 MPa）、按需剝離（1.5?5.5 N·cm-1）以及可回收性。

圖2. 自增強按需剝離海洋防污涂層設計

圖3. 自增強按需剝離海洋防污涂層結構與性能的關系

圖4. 自增強按需剝離海洋防污涂層高附著力與按需剝離原理分析

圖5. 自增強按需剝離海洋防污涂層的表面及本體性能

圖6. 自增強按需剝離海洋防污涂層的廣譜抗污性能

圖7. 自增強按需剝離海洋防污涂層的可回收性能

  綜上所述，該工作巧妙地將體型聚硅氧烷的自增強與反應性雙親聚合物的自富集特性相結合，并協同模塊化構筑策略，成功制備了一類兼具表面廣譜抗污，本體高強韌且可回收，基底高附著且按需剝離的自增強功能梯度涂層。該涂層為解決海洋裝備的按需臨時或持久防污提供了全新解決方案，也為新型海洋防污涂層的設計與制備提供了新思路。

  相關工作以“Self-Reinforcing Gradient Antifouling Coating with High Adhesion, On-Demand Peelability, and Superior Recyclability”為題發表在《Advanced Functional Materials》上，華南理工大學博士生張振強為本文第一作者，馬春風教授為本文通訊作者。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202508400