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新型天然产物基防污涂料研发,可有效预防海洋传感器生物污损

  说到地球极点,多数人想到的一般就是南北极,事实上,我们生活的这颗蓝色星球上有四个极点,南极北极点以及地球的最高最低点。其中三个极点,南北极和世界最高峰珠穆朗玛峰,人类均留下过足迹,只有地球最低点,“地球的第四极”马里亚纳海沟,因其位于深海,坐底深度10909米,探索极其困难。

  深海探索一直是科学界努力攻克的难关之一。海洋资源丰富,除海水资源和海洋动力资源外,海洋矿物资源和生物资源更多的集中在深海。想要获取这些资源,离不开对海洋各种数据的记录和研究。海洋传感器是海洋调查的基础,能够为海洋监测提供各种海洋环境要素,如温度、电导率/盐度和压力/深度等。

  但是海水腐蚀和海洋生物寄生,会严重影响海水中的各类仪器数据的准确性和使用寿命。因此,必须对仪器外部进行防污处理。对原位仪器外壳材料表面涂覆防污涂料是减少生物附着的主要方法之一,但现有的防污涂料例如重金属基涂料有较强的毒性,不仅会污染海水环境,还有可能对仪器监测的生物对象有害;而另外一些低表面能涂料的静态防污效果较差,并不适用于静态部署于海水中的传感器。

  中国科学院深圳先进技术研究院集成所光电工程技术中心海洋传感器研制团队,与厦门大学海洋与地球学院海洋污损生物及其防除研究团队开展密切合作,在亚热带海区研究了在真实海水环境下天然产物(喜树碱,CPT)基防污涂料对不同材料仪器外壳的防污效能。

  研究团队评估了含有天然产物喜树碱(CPT)的涂料在六种水下传感器外壳常用材料表面的防污效能(316 L不锈钢、TC4钛合金, 7075铝合金聚甲醛,聚氯乙烯和特氟隆)。

  海试实验结果表明,在9个月的海水浸泡中,每种测试材料涂有CPT基涂料的区域的大污垢覆盖率明显低于未涂的区域。特别是与金属材料相比,CPT在塑料材料上表现出更好的防污性能。此外,研究团队害开展了CPT基防污涂料对三种深圳先进院团队研发的原位传感器的防污效能海上试验。浮标海试结果表明,CPT基涂料保持了COD传感器和Chl的外壳a传感器清洁时间超过4个月,与未经涂料处理的情况(平均2周维护周期)相比,大大延长了传感器的免维护周期。