為幫助美國海軍解決船舶生物污損問題，麻省理工大學的一名副教授及其團隊設計了一個方法讓水凝膠與高彈體（諸如硅樹脂或者天然橡膠）混合，讓防污涂漆更好、更長久地粘合在船體上。

    單個的、小的藤壺對巨大的美國海軍艦船無法構成威脅。但是，當它們大量地聚集在船體上時——這一自然現場被稱作生物污損——這些粘性的甲殼綱動物會降低船舶航速，使得船舶燃油消耗增加40%。 

    為了處理這一微小但昂貴的害蟲，海軍研究所（ONR）正在贊助由麻省理工大學的一名副教授Xuanhe Zhao博士進行的工作。Zhao和他的團隊已經研制了一種粘合材料，該材料可以幫助與藤壺作戰，使附著在船體上的涂漆更好、更長久地粘合在金屬船體上，保持濕潤，不會變干，避免使用有毒的化學物質和其它污染物。

    “對于海軍來說，生物污損是一個令人頭疼的問題。每年導致燃油和維護成本達到數億美元。”ONR的海上作戰和武器項目的項目經理Steve McElvany博士說。Steve McElvany博士也負責對Zhao的研究工作進行監督。“當船舶停靠在港口時，情況尤其糟糕。藤壺喜歡這些環境，能夠在這些環境中迅速且大量地附著。”

    一直以來， 藤壺就是船舶的宿敵。幾世紀以來，航海人員使用各種方法與這一小小的生物抗爭，從柏油到蠟。目前，海軍使用銅基涂料和涂漆以殺死藤壺或者防止它們在船體上聚集。當產生作用時，這些有毒物質就會進水水中，危害水生生物。海軍正在尋找更加環保的涂漆以保持船體清潔，減少燃油成本。

    對Zhao的努力來說十分重要的一個解決方案就是水凝膠，其可以吸收水分，保持呈膠體狀。這些極其柔軟、光滑的物質可以像密封劑那樣鋪在船舶的下方，防止藤壺附著在金屬表面上。藤壺喜好堅硬、穩固的位置，以便讓自己附著在上面，而不喜歡諸如水凝膠一樣的表面。

    Zhao的研究攻克了保持水凝膠涂層柔軟、濕潤、穩固地與金屬船體粘合所面臨的難題。使用一種被稱作苯甲酮的化學粘合劑，他的團隊設計了一種方法讓水凝膠與高彈體（諸如硅樹脂或者天然橡膠）混合，高彈體彈性好、持久耐用、防水。所產生的結果就是一道粘性強的、能鎖住水分的屏障，讓水凝膠足以承受一艘船在海上遇到的惡劣的船體條件。

    “我們的方法是受到人體皮膚的激發。”Zhao說，“人體皮膚具有一層外表皮，對神經、毛細血管、肌肉和組織起到保護作用——防止它們變干，讓它們正常‘工作’。然而，我們可以讓水凝膠——高彈體混合物擴展至原來的7倍長，仍然具有良好的粘性，極其牢固和靈活。”

    這一混合物還可作為運輸離子（帶電分子）的一個回路。這些自然回路可用于檢測船體上是否存在藤壺，Zhao說。一旦發現甲殼綱動物，一種專門設計的水凝膠則可以通過凹糟向高彈體釋放抗擊藤壺的酶。

    除了防御生物污損，Zhao認為這一混合物質或許還可用作一種智能繃帶，配備了電子產品和藥物儲存系統——讓其監測傷口和生命體征，諸如體溫，檢測細菌，管理抗生素，當需要添加更多的藥物時，通知一名醫生。

    “我們主要側重于幫助海軍應對生物污損問題，”Zhao說，“但是想到這一材料的其他應用可能性，令人興奮。這依然是一項基礎性研究，但是我們看到了水凝膠和高彈體巨大的應用潛力。”

    Zhao是2014年ONR的青年科學家計劃的獲獎者，該計劃旨在為進行創造性、先進的研究以提高海軍能力而做出杰出貢獻的科學家和工程師們予以獎勵。