海洋生物如鲨魚、海豚等可以在極低阻力下快速遊動，且身體不被(bèi)其他海洋生物、微生物所附著(zhe)，其身體機能(néng)與自身結構將(jiāng)減阻與防污性能(néng)發(fā)揮得淋漓盡緻。海洋生物的遊行阻力低主要由于以下幾方面(miàn)因素：身體具有流線型且表皮具有織構化結構；其自身分泌粘液驅趕附著(zhe)生物，同時降低運動過(guò)程中水的剪切力。

　　在薛群基院士承擔的國(guó)家自然科學(xué)基金重點項目“海洋航體表面(miàn)設計與仿生減阻機理（51335010）”支持下，中國(guó)科學(xué)院海洋新材料與應用技術重點實驗室與固體潤滑國(guó)家重點實驗室合作，在表面(miàn)微結構、表面(miàn)能(néng)對(duì)水阻的影響機制方面(miàn)進(jìn)行了系統的研究。利用3D打印技術獲得了具有仿鲨魚皮結構的平闆試樣(yàng)，通過(guò)計算模拟、流場分析和微型水洞實驗測試，發(fā)現水流在鲨魚皮微結構中會形成(chéng)微渦流；當微結構的寬度和深寬比達到一定值時，産生的微渦流能(néng)有效降低水流的摩擦阻力。根據理論和實驗數據，提出了微渦流減阻機理；基于微渦流減阻機理，設計了具有微孔結構的親水塗層，實現了10%左右的減阻效果（http://dx.doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.03.048）。另外，受海洋生物表皮粘液減阻的啓發(fā)，實驗室利用電沉積（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (2): 1053–1060）和水熱法，在網狀金屬表面(miàn)制備親油疏水微納織構，并通過(guò)織構對(duì)半固态石蠟進(jìn)行儲存，獲得的類粘液覆蓋表層，其減阻效果可達到30%以上（Scientific Reports, doi:10.1038/srep40038）。

　　基于以上研究結果，海洋環境材料團隊設計了低阻力水上溢油回收裝置，實現在水上高效的溢油回收（ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7 (47): 26184–26194；《中國(guó)科學(xué)報》2016-05-23，第6版）；通過(guò)編織等技術設計的低表面(miàn)能(néng)微織構蒙皮，正在快艇等裝備上進(jìn)行長(cháng)時間現場測試。

圖1 類粘液覆蓋鲨魚皮結構

圖2 低阻力溢油回收裝置

　　（表面(miàn)事(shì)業部 李龍陽 曾志翔）