天猫|在仿生设计中,重要的是不要断章取意地采用自然防污策略

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超疏水表面也被考虑用于防污 。   超疏水表面的首选定义是一种仅具有150°或更大的表观接触角但接触角滞后低的表面 , 并且在自然界中发现了许多这样的表面 。  对200片植物叶子进行了检查 , 发现大多数叶子具有超疏水表面 。 莲花植物的叶子因其独特的表面结构而具有超疏水性和自洁性 。   一些结构化的超疏水植物表面会夹带一层薄薄的空气 , 使它们及其表面的复制品能够在水下保持干燥数天 。

科学家已经研究了保留一层空气的合成纳米工程超疏水表面的潜在海洋防污性能 。 这样的空气层不太可能在移动的船体上长时间存在 , 因此很难用于防污目的 。 根泽尔和埃菲缅科对各种类型的超疏水表面是否可以阻止海洋污染的分析得出的结论是 , 情况很复杂 , 因为除了某些生物的基材润湿性和粘附性之间的相关性之外 , 有迹象表明接触角滞后是决定性的 。 然而 , 在仿生设计中 , 重要的是不要断章取意地采用自然防污策略 。

借助“荷叶效应” , 叶子不会被淹没 , 自清洁依靠表面的超疏水性与水滴的滚动作用相结合 , 从而将碎屑带走 。 由于水滴的表面张力 。  博斯等人表明疏水性与细菌的初始附着几乎没有相关性 , 但与流动诱导的分离呈正相关;同一组报告说 , 通过空气-水界面从表面有效去除细菌高度依赖于表面的物理性质和细菌种类 。  从环境的角度来看 , 使用天然产物作为防污剂是有吸引力的 , 因为这些化合物天然存在于环境中 。

由于固着的海洋生物缺乏主动逃避捕食和附生的能力 , 它们反而进化出多种化学防御措施来抵御这些威胁 。 通过提取整株植物 , 已从海洋无脊椎动物以及许多大型藻类中分离出具有防污活性的化学物质 。 虽然这些提取物可能在实验室生物测定中显示出很强的活性 , 但这些测试与体内防污性能的相关性尚不清楚 。

通过提取压碎的整株植物从大型藻类中分离的化合物可能不会以有效量存在于完整的活菌体的表面 , 尤其是当它们是高度水溶性的极性代谢物时 。 斯坦伯格等人报告说 , 在大型藻叶表面积累的非极性代谢物具有显着的防污活性 , 这显然是由于化学作用本身而不是表面的任何物理化学改性 。 已经进行了一些尝试 , 将分离的天然产物掺入用于防污的涂层系统中 。 来自鳗草的带状疱疹酸被加入到有机硅涂层中 。

带状疱疹酸和有机硅的直接混合导致添加剂的快速浸出 , 但通过在配方中使用助溶剂大大降低了浸出率 。  莨菪碱是一种从蜉蝣科家族的海绵中分离出来的海洋天然产物 , 被掺入一种不含杀生物剂的通用海洋涂料中 , 并被发现在三周内表现出抗菌膜活性 。 然而 , 缺乏证明天然产品具有长期防污涂层性能的研究 。 引入此类产品的另一个障碍是需要遵守法规 , 例如2000年5月14日生效的欧洲生物杀灭剂产品指令 。

【天猫|在仿生设计中,重要的是不要断章取意地采用自然防污策略】然而 , 旨在应对三丁基锡的生物杀灭剂产品的引入现在可能过于严格 , 并可能阻碍仿生防污涂层的创新 , 因为监管机构现在要求在上市前测试一种新的活性物质授权 , 导致相关的高昂成本 。 生物测定 , 通常称为生物测定 , 是一种测量活生物体对特定浓度和时间的化学物质的反应的方法 。   生物测定是为测试新的防污剂对海洋生物的功效而进行的主要实验室实验 。   或者 , 在自然环境中直接评估涂层是一个昂贵的过程 , 需要大量的测试产品和延长的浸泡时间 。