在海洋防污、生物醫療、柔性電子設備等領域，均面臨一個共同的難題：生物污損。開發廣譜抗污涂層成為近年來研究的重要方向。以往防污涂層體系通常含有重金屬或有機殺生劑，給生態、環境帶來不利影響。此外，它們還存在力學性能差的問題，無法滿足一些特定場景的應用。例如，船用螺旋槳由于高沖刷，要求涂層具有高耐磨性；柔性電子設備由于頻繁使用，對耐磨性、柔韌性提出了更高的要求。然而，開發高強韌、高透明、廣譜抗污等多功能一體化的涂層極具挑戰性。

最近，華南理工大學海洋工程材料團隊基于環氧基抗污性鋯團簇（剛性）和氨基超支化聚硅氧烷（柔性），制備了剛柔并濟，廣譜抗污的高強韌“聚合物陶瓷”防污涂層（圖1）。

圖1.高強韌“聚合物陶瓷”防污涂層制備路線圖

該涂層通過上述兩類功能單元表面的環氧和氨基發生交聯反應制備，工藝簡單，可調控性高，呈現出超高的透明度（＞99.5% 透光率）。特別是，該體系中的鋯團簇賦予涂層“類陶瓷”性質，使其具有優異的耐磨性、高硬度（7-9 H）以及粘附力；超支化聚硅氧烷賦予涂層“類聚合物”性質， 使其具有高柔性（彎曲直徑≤10 mm），可以被彎曲成圓柱形10次以上而不開裂。同時，該體系中的兩性離子組分賦予其優異的抗油、廣譜抗菌能力，能有效抑制海洋細菌和常見致病菌如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的粘附和生長（圖2）。

該工作巧妙地將剛、柔兩類功能單元有機結合，通過兩者結構的調控以及協同柔性聚合物鏈交聯網絡，從而將高強度和高韌性這兩個相互排斥的關鍵特性融合在一起，成功制備了兼具高透明、高強韌、廣譜抗污的新型防污涂層，有望在海洋防污、柔性電子設備等領域得到應用。相關工作以“Transparent Polymer-Ceramic Hybrid Antifouling Coating with Superior Mechanical Properties”為題發表在Advanced Functional Materials。第一作者為該團隊碩士生陳潤澤，張廣照教授和馬春風教授為本文通訊作者。

圖2. 高強韌“聚合物陶瓷”防污涂層性能：a） 高透明性；b） 耐磨性；c） 柔性；d） 抗油性；e） 廣譜抗菌性。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202011145