按需剥离海洋防污涂层能够通过简单去除来解决高污损压力导致的涂层失效问题，也可应用于水下设备的临时或短期防污，为生物污损防治提供了全新解决方案。然而，高附着力和可剥离性往往是相互矛盾的，设计制备高附着、按需剥离、可回收、高透明、高强韧的海洋防污涂层极具挑战性。

图1. 自增强按需剥离海洋防污涂层原理及性能

  然而，高附着力和可剥离性往往是相互矛盾的。为实现涂层的可剥离，传统的方法主要是在涂层中加入可剥离助剂，使涂层的附着力远小于剥离力。该策略破坏了涂层与基材的界面相互作用，易导致防污涂层在海水冲刷环境下脱落。为了使涂层既可剥离又满足应用场景的附着力需求，要求涂层具备较强的内聚力，从而避免其在剥离过程中被破坏。通过在聚合物网络中引入化学共价交联是提高涂层内聚力的最有效方法，但共价交联结构缺乏可逆性，限制了涂层的可回收性。此外，现有可剥离涂层忽视了表面防污功能化。因此，设计制备高附着、按需剥离、可回收、高透明、高强韧的海洋防污涂层极具挑战性（图2a）。

  华南理工大学海洋工程材料团队长期致力于海洋先进防护材料的基础与应用研究。近年来，该团队聚焦于新型海洋防污涂层与技术开展了大量工作，先后制备了两性离子基聚硅氮烷防污涂层、柔性硬质聚硅氧烷防污涂层、功能梯度防污防腐涂层等（Adv. Mater. 2025, 37, 2413035; Adv. Funct. Mater. 2025, 2424994；Adv. Funct. Mater. 2025, 35，2420562；Adv. Funct. Mater. 2024, 34，2408748；Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2011145）。最近，在前期工作基础上，该团队基于模块化构筑策略发展了一类兼具表面广谱抗污、基底高附着力且按需剥离的自增强功能梯度涂层，同时该涂层还具有可回收、高强韧、高透明度等特性（图2b）。在该体系中，巯基功能化笼型聚硅氧烷（POSS-SH, 模块1）和聚酯型聚氨酯预聚体（NCO-PU, 模块2）为基本构筑模块。其中，POSS-SH作为可逆自增强交联基元与NCO-PU形成动态共价交联，同时利用无机Si–O–Si内核增强材料的内聚强度，实现涂层的按需剥离及可回收。而聚酯型聚氨酯预聚体中的酯键和氨基甲酸酯键可保持本体高内聚强度同时与基材形成强氢键，实现涂层的高附着力。此外，进一步引入的模块3即反应性双亲聚合物（RAP）可以在涂层固化过程中自富集到涂层表面，同时其反应性的异氰酸酯末端可以与聚合物网络交联，从而使涂层表面展现出优异的抗蛋白、抗细菌、抗硅藻粘附以及抗生物膜性能，并保持高透明度（透过率? 85%）、高强度（21.4?25.9 MPa）、高附着力（3.5?9.0 MPa）、按需剥离（1.5?5.5 N·cm-1）以及可回收性。

图2. 自增强按需剥离海洋防污涂层设计

图3. 自增强按需剥离海洋防污涂层结构与性能的关系

图4. 自增强按需剥离海洋防污涂层高附着力与按需剥离原理分析

图5. 自增强按需剥离海洋防污涂层的表面及本体性能

图6. 自增强按需剥离海洋防污涂层的广谱抗污性能

图7. 自增强按需剥离海洋防污涂层的可回收性能

  综上所述，该工作巧妙地将体型聚硅氧烷的自增强与反应性双亲聚合物的自富集特性相结合，并协同模块化构筑策略，成功制备了一类兼具表面广谱抗污，本体高强韧且可回收，基底高附着且按需剥离的自增强功能梯度涂层。该涂层为解决海洋装备的按需临时或持久防污提供了全新解决方案，也为新型海洋防污涂层的设计与制备提供了新思路。

  相关工作以“Self-Reinforcing Gradient Antifouling Coating with High Adhesion, On-Demand Peelability, and Superior Recyclability”为题发表在《Advanced Functional Materials》上，华南理工大学博士生张振强为本文第一作者，马春风教授为本文通讯作者。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202508400