从实验室的烧杯到大海深处的网箱，距离有多远？
十月的南海，暑气未消，平稳的海面不时传来轻微的颤动，如同一幅抖动的蓝绸。在东海岛南侧海域的深远海养殖区，一组周长90米的重力式网箱静静浮在海面上。网箱水下，一张浸涂了“沧蓝铠”的网衣已经泡了两个月，并将在这里持续浸泡，接受南海高温、高盐、强紫外线等复杂情况下的生物污损考验。而污损情况由湛江湾实验室海洋腐蚀防护团队定期出海进行数据监测。
这支年轻科研团队经过两年多研发，围绕深远海养殖装备防污需求，开发了具有自主知识产权的“沧蓝”系列绿色防污材料技术。该成果为提升我国海洋装备防护材料自主研发水平、推动海洋产业绿色发展提供了新的技术思路。
科研人员登上海上重力式网箱开展海试观测。
深海养殖的“隐形账单”
作为全国闻名的海洋大市，湛江耕海步伐不断向深远海迈进，全市累计布设重力式网箱3600多个、大型深海养殖平台10座，产业规模持续壮大。但潜藏海面之下的生物污损，却如同一个“隐形杀手”，由此产生的经济与生态成本，更是一笔长期被忽视的“隐形账单”。
“网衣表面附着藤壶、贻贝、藻类等生物后，网孔逐渐堵塞，水体交换能力急剧下降，溶氧和代谢物交换都受到严重影响。”项目负责人鲁国强一边整理网衣样品一边介绍。在南海高温、高盐、强紫外线的严苛环境下，没有防护的聚乙烯网衣下水一个月后表面就会变得滑腻，三个月后开始附着小型藻类和微生物，半年后藤壶、贻贝等大型甲壳类生物便会“安家落户”。
在东海岛深耕金鲳鱼养殖十余年的养殖户陈叔对此深有体会。“早年间用普通网衣，下水一个月就要换起来洗补，遇到七八月份投喂高峰期根本忙不过来，这时不换网的话，水流不进去，鱼不长膘，还容易生病，一套网衣经常换洗四五次就开始破损，一年换新两三次是常事。”他说。
污损带来的损失远不止清洗费。网孔堵塞直接导致网箱内外水体交换受阻，内部溶氧量下降，鱼类排泄物和残余饵料无法及时扩散，养殖密度越高，问题越严重。污损生物附着还使网衣重量成倍增加，水流阻力大幅上升，严重污损的网衣水流阻力可增加数倍。台风季节，网衣受力骤增，破损、结构变形甚至逃鱼的风险显著上升。对于平台钢结构，污损层会遮挡并破坏防腐涂层，成为局部腐蚀的“温床”。
鲁国强介绍，生物污损会显著增加深远海养殖装备的清洗、维修和作业成本。根据团队调研，部分中大型网箱每年的相关维护费用可达数十万元，大型养殖平台的年度维护成本则可能达到百万元量级，具体金额取决于装备规模、海域环境和维护频次。
为降低运维开支，部分养殖单位依赖氧化亚铜、吡啶硫酮铜等金属类传统防污涂料，依靠铜离子释放杀灭附着生物。这是以前沿用数十年的技术路线，但它存在两个长期无法克服的缺陷：一是释放曲线严重失衡，涂料刚入水时铜离子“暴释”，浓度远超实际需要，几个月后有效成分快速耗尽，防污能力断崖式下跌，有效防护周期只有三到五个月；二是生态安全存疑，铜离子在局部海域水体、沉积物中逐年富集，对养殖鱼虾等非靶标生物存在潜在影响，是一笔影响海域生态的长期“隐形账单”。
鲁国强（右一）与团队分析网衣海洋生物附着情况。
换道超车的“沧蓝配方”
面对海洋生物污损这一产业痛点，高端环保防污技术领域并非一片空白——国外企业在配方设计、关键助剂、长期海上应用数据和工程化应用经验方面起步早、积累深；国内虽已形成较好的科研与产业基础，自主产品不断涌现，但核心配方与长效性仍有差距。
在这种“有基础、有竞争、也有短板”的格局下，湛江湾实验室这支年轻的科研团队选择了一条与传统路径截然不同的技术路线——从“毒杀”转向“驱避”，自主合成新型内酯类防污剂，结合纳米缓释技术，力图在核心机理和关键材料上实现差异化突破。
传统金属类防污剂的核心机制是“释放毒性物质杀灭附着生物”。而“沧蓝”系列采用的新型内酯类防污剂，设计思路是“主动驱避”——通过干扰海洋生物幼体的附着、识别和定殖过程，使其感知到“此表面不宜久留”。
“通俗来讲，我们不依赖高浓度活性物质释放实现防污，而是让网衣表面变成一个‘不欢迎定居’的地方。”鲁国强打了个比方。
内酯类防污剂研发灵感来自海洋生物本体。团队查阅大量文献，结合海洋链霉菌等生物体天然代谢产物分析，发现某些生物能够分泌特定内酯类物质以抵御外来生物附着。他们在此基础上，结合有机化学和高分子材料手段，人工设计合成了具有防污活性的内酯化合物，从微观层面干扰污损生物附着的信号通路。
原理走通了，但另一个难题随之而来：如何让防污剂在网衣表面长期、稳定地发挥作用？
传统涂料之所以“前期暴释、后期失效”，根源在于防污剂与涂层基体之间缺乏有效的“控释”机制。团队创新性引入了改性纳米粒子作为防污剂的“载体”和“缓释仓”。这种纳米尺度的粒子具有独特的层状或介孔结构，可将防污剂分子固定在涂层内部，再通过纳米粒子的孔径调控和表面修饰，精确调节防污剂在海水中的迁移速度。
“相当于在整套涂层里布设了无数个微小的‘安全舱’和流量‘控制阀门’。”鲁国强解释，“防污剂不是裸露在外面一次性释放，而是被纳米粒子包裹着，稳定向表面输送一定量的防污剂。在海上的复杂环境中，我们无法人工干预，但这个‘纳米快递员’自己能完成稳定的控释。”
“驱避+缓释”的技术路线，再加上严苛的安全性验证，构成了“沧蓝配方”的核心竞争力。团队开展的防污剂室内抑菌检测显示，该材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑菌率大于95%。选取银鼓鱼开展96小时急性毒性试验，结果显示受试鱼类在试验周期内无异常行为、无个体死亡。此外，防污剂经第三方检测机构开展鱼类毒性测试，结果显示不化为（鱼类)急性危害水生环境物质，具有较好的生态安全表现。
该技术体系形成了具备自主知识产权的材料配方、制备工艺及应用技术。团队从底层原理出发重构技术路径，实现了核心配方、制备工艺、控释技术的自主可控。
未经涂抹白色环保防污涂料的聚乙烯网衣，受藤壶、藻类附着。
涂抹了白色环保防污涂料的“沧蓝”系列网衣防护效果显著，未见受到藤壶和藻类附着。
从实验室到大海的“最后一公里”
2024年初，团队在“恒燚1号”平台开展实海挂片试验。涂层在实验室模拟海水中表现优异，但放入真实海域后，与常用防污网衣相比，一到两个月未见明显差异，三到五个月优势依然不突出。
是材料本身的问题？纳米粒子分散工艺的问题？施工操作的问题？还是南海环境的复杂性超出了预期？团队成员反复自问，逐一排查变量，进行了多轮多区域对比测试，最终锁定了两个关键影响因素：污损生物群落差异、涂层与网衣的结合力。
常见的聚乙烯、尼龙网衣在海流中反复弯曲、拉伸、摩擦，涂层容易产生微裂纹、剥落；而钢结构网衣受焊接工艺、复杂连接结构等因素影响，对涂层附着力与耐久性能提出了更高要求。“单是树脂体系就迭代了五种。”鲁国强说，每一种树脂的更换，都意味着防污剂的相容性、纳米粒子的分散性、涂层机械性能和施工窗口等需要重新优化。
一次次下海测试，一次次配方调整，团队在真实海况中反复打磨技术。2025年4月，北京东方雨虹防水技术股份有限公司与湛江湾实验室共建联合实验室，同步启动合资公司，围绕南海典型生态环境，共同开展“沧蓝”系列海洋装备防腐防污新材料的研发及产业化推广。
湛江湾实验室副主任洪鹏志指出，“沧蓝”系列的合作模式是“产学研用协同创新的典型范例”，不是“实验室出成果、企业买专利”的传统线性转化，而是从研发之初就组建联合团队，围绕产业化目标反向设计技术路线，中试、标准、施工、应用同步推进，极大地缩短了“实验室到海洋”的距离。
截至目前，数据显示：在特定海域和测试周期内，涂覆网衣表面污损得到不同程度抑制，网衣维护周期较传统方案有所延长。“相关数据仍将在更长周期、更复杂环境条件下持续验证。”鲁国强告诉记者，在雷州湾海域的重力式网箱上，示范应用累计面积已达数千平方米，为推动这项技术进一步实现工程化和规模化应用奠定基础。
值得一提的是，目前示范项目采用定期水下采样与第三方摄像头监测的方式验证效果，为后续与海洋鸿蒙工业智联系统的深度协同积累了基础数据。今年9月，东海岛南侧约1200平方米的重力式网箱示范应用正式启动。90米周长的深远海重力式网衣上，浸涂了“沧蓝铠”的网衣下水，腐蚀防护团队定期采集污损附着数据，对比实验持续跟踪金鲳鱼的成活率和生长速度。
涂抹了白色环保防污涂料的“沧蓝”系列网衣。
从湛江出发的绿色防污新路径
实验室里，鲁国强从展示架上取下几块展板。展板上是网衣样品的对比照片——普通网衣和涂了“沧蓝”的网衣拼在一起，拍摄于同一片海域。
“不同海域、不同时间段，附着程度不一样。”他指着照片说，“一眼望去，附着率低的就是‘沧蓝’系列。”
在鲁国强和团队看来，“沧蓝”系列的价值远不止一款涂料本身。
这套环保防污方案，对红树林、海草床、珊瑚礁等湛江典型生态系统的潜在影响远低于传统铜基防污涂料。“‘湛江海鲜’的品牌价值，不仅取决于口感和品质，更取决于养殖过程的绿色化、规范化程度。”一位水产行业人士评价。
定期监测为后续相关技术规范和评价标准研究提供数据基础。鲁国强透露，目前深海养殖装备防污涂料领域尚无系统的行业标准。“我们现在做的示范应用数据，加上专利池里的技术指标，将是制定团体标准和行业标准的重要基础。”团队计划联合高校、企业和行业协会，推动相关标准落地，填补国内细分领域标准空白。
技术的延伸空间还在不断拓展。海上风电基础、海洋油气平台、港口码头等长期浸泡于海水中的设施，都面临类似的生物污损挑战。东南亚、中东及北非近海同样受困于高温、高盐和严重的海洋生物附着，“沧蓝”系列具备广阔的国际推广潜力。
鲁国强说：“我们的长期目标，是推动绿色防污材料技术在更多海洋装备场景中的应用，为深远海养殖产业绿色、高质量发展提供技术支撑。”
而对于数量庞大的湛江水产养殖从业者而言，他们期待的是一个更朴素而实在的结果——明年自家网箱能不能少冲洗几次？网箱里的鱼能不能长得更快、发病更少？全年运维成本能不能降下来？
答案，在南海幽蓝的海水中，在东海岛的实验基地里，在重力式网箱平台的水下，一点一点变得清晰。南海浪涌不息，“沧蓝”的探索仍在继续，向着建设绿色安全的“蓝色粮仓”笃定前行。
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