科学网—AMR Viewpoint｜小尺寸、大挑战—源于海洋涂层的微塑料-材料研究述评（英文）的博文

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2026-7-7 10:14

| 个人分类: AMR Account | 系统分类: 论文交流

近日，华南理工大学海洋工程材料团队的 AMR 观点文章“Marine-Coating-Sourced Microplastics: A Long-Standing yet Overlooked Global Issue”在线发表，聚焦海洋涂层这一长期被忽视的微塑料“隐形源”，阐述了源于海洋涂层的微塑料释放机制与影响，提出基于高分子材料创新设计实现微塑料污染的源头减排，为海洋环境可持续发展提供材料学新范式。

关键词： 海洋微塑料、海洋涂层、防污涂层、高分子材料、可控降解涂层

“Eliminating marine coatings as a source of MMPs is a complex problem requiring our ongoing need for highly effective marine coatings to be balanced with long-term environmental stewardship.”

海洋微塑料（Marine Microplastics, MMPs）是指存在于海洋环境中、粒径介于1微米至5毫米的塑料颗粒。由于其化学性质稳定导致其持续累积、分布极广。目前全球表层海水存量已超24万亿颗，且污染足迹已延伸至南极生物圈，对海洋生态及人类健康构成严峻威胁。 然而，在全球减塑背景下，船舶等海工装备必不可少的“防护外衣”—海洋涂层，却是一个长期被忽视的微塑料“隐形源”。 事实上，海洋涂层已有超百年的使用历史，涵盖防污涂层、防腐涂层等多种类型，其成膜树脂主要由高分子材料构成。在紫外线辐射、温度变化、水解作用以及风浪引起的机械应力共同影响下，涂层逐渐老化、剥落并碎裂，最终形成微塑料颗粒。以船舶涂层为例，在其整个生命周期中—从施工涂装、约五年的使用期，到返回船坞进行清洗等各个阶段都可能释放微塑料，已成为不可忽视的污染源（图1）。据统计，全球每年由海洋涂层产生的微塑料释放量已达万吨级别，而这些微塑料在海洋环境是长期存在的。可见，源于海洋涂层的微塑料尺寸小（Micro）而挑战大（Macro）！

图1. 船舶涂层释放微塑料的四种典型场景：A. 船厂涂料涂装施工; B. 在役使用，如水解、磨损; C. 船舶水下清洗和维护; D. 船舶坞修涂层清除。

针对上述挑战，该观点论文系统阐述了源于海洋涂层的微塑料释放机制与影响，将聚合物/涂层设计与海洋环境可持续发展相关联，提出基于高分子材料创新的海洋微塑料源头减排策略（图2）。最后，论文呼吁监管机构、学术界、工业界及终端用户多方协作，通过建立标准检测方法、完善政策法规及优化涂装工艺，共同应对海洋微塑料污染。

图2. 高分子材料创新的海洋微塑料源头减排策略：A. 可控降解高分子基防污材料发展历程；B.侧链水解高分子与主链降解高分子对比图。

02

AMR： 您对这个领域的发展有何愿景？

作者团队：

未来，要考虑从源头上控制海洋微塑料的释放，一是开发可控降解涂层（如基于动态表面防污策略的可控降解高分子材料），使涂层在海水中自然降解；二是构建高强韧聚合物陶瓷涂层，通过提升力学性能减少磨损。从而实现从“末端治理”向“源头阻断”的根本转变。此外，还需要进一步结合新型涂装技术、水下清洗和涂层去除技术等，共同应对海洋微塑料的挑战。

03

AMR： 请和大家分享一下这个领域可能 会出现的研究机会！

作者团队：

解决源于海洋涂层的微塑料是一个复杂的问题，需要平衡海洋涂层的高性能化与生态友好性，这需要材料科学、海洋科学、船舶与海洋工程等多学科的协同，以及政策制定者、学术界和工业界的共同努力。未来，学术机构和船舶涂料公司可合作开发无（或少）MMPs释放的防污涂层，如可控降解涂层或高强韧涂层等。其他新型防污技术（如超声、紫外线技术）可与涂层结合进一步开发和推广应用，以降低涂层使用量。

作者团队简介

马春风 ，华南理工大学教授、博士生导师。国家高层次青年人才、广东省杰出青年基金获得者。研究领域聚焦海洋先进防护材料，主要包括海洋防污材料、海洋防腐材料、特种工程材料。在 Nat. Commun. , Adv. Mater. , Angew. Chem. 等期刊上发表论文100余篇；获授权中国、美国、欧洲、日本等发明专利50余件；参编国家标准2项。先后获教育部科技进步奖一等奖、广东省技术发明奖一等奖、广东专利奖金奖、广东省青年科技创新奖以及首届“高分子材料与工程”青年科技奖等。

谢庆宜 ，华南理工大学研究员、硕士生导师。研究领域聚焦新型海洋防污树脂与涂层研发。在 Adv. Funct. Mater. 等国际专业期刊发表论文 30 余篇，获授权中外发明专利10余件，部分专利已产业化。主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后基金等6项。先后获广东省技术发明奖一等奖、广东省科技进步奖二等奖等。现担任国际海洋材料保护研究常设委员会 (COIPM) 委员。

扫码阅读马春风教授和谢庆宜研究员的精彩Viewpoint文章：

Marine-Coating-Sourced Microplastics: A Long-Standing yet Overlooked Global Issue

Qingyi Xie and Chunfeng Ma*

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.6c00130

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