研究人员将氧化铈纳米颗粒作为一种无毒辅助杀生剂,引入自抛光防污涂料体系。该添加剂可提升抗菌活性、增大涂层亲水性并促进铜离子释放,为海洋防污体系提供效果更佳、环境友好度更高的技术方案。
海洋生物污损持续给航运行业带来巨大运行压力与经济损失。自抛光防污涂料(SPA)是主流技术之一,依靠可控的表面水解机制,实现杀生剂的稳定释放。但传统有毒防污剂引发的环境问题日益受到关注,业界亟需兼具防污效能与低生态影响的辅助杀生剂。近期一项研究,将质量分数 0.1%~0.5% 的氧化铈(CeO?)纳米颗粒作为无毒辅助杀生剂,应用于自抛光防污涂料配方中。
研究从三项核心指标评价改性涂料性能:抗菌活性、表面亲水性、杀生剂释放动力学。针对典型海洋污损细菌 —— 盐屋假交替单胞菌开展抗菌测试,平板计数试验证实:相比基准涂料,改性涂料抗菌效果显著提升;水接触角测试结果表明,涂层表面亲水性小幅增强,该特性有助于减少微生物初期附着。
铜离子释放与涂层形貌
通过浸出试验、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电镜-能谱分析(SEM?EDX)以及光学显微镜(OM),分析氧化铈纳米颗粒对杀生剂释放特性的影响。浸出试验显示:添加氧化铈的改性涂料总铜释放量由对照组的 4.4 mg/cm² 提升至 5.7 mg/cm²。电化学阻抗测试结果与之吻合:改性涂层阻抗更低,说明涂层孔隙率与水渗透性更高。
扫描电镜 - 能谱及光学显微镜观测证实,氧化铈纳米颗粒促使涂料基体形成孔隙更多、侵蚀更均匀的结构,有利于发挥自抛光机制。文章作者认为,自抛光涂料技术与氧化铈纳米颗粒存在协同效应:既可直接发挥抗菌作用,同时优化自抛光过程、提升杀生剂释放效率。该配方有望成为下一代海洋防污涂料中极具潜力、环境友好的备选方案。
文献来源:Nikitasari, A. 等人。含氧化铈纳米颗粒的自抛光防污涂料:抗菌、亲水性及杀生剂释放性能,《涂料技术与研究期刊》,2026,第 23 卷,2805–2820 页。
(0)