海洋生物污染是指各种生物（包括细菌、藻类和藤壶）对潮湿表面的不良附着。长期浸泡在海水中海洋表面，如海上钻井平台、运输管道和船舶，特别容易被海洋生物定植。结垢过程实际上是一个渐进过程。最初，细菌附着在涂层和蛋白质物质表面，促进“生物膜”的形成，有利于进一步的生物增殖。随后，藻类和浮游生物等生物附着在这层生物膜上，导致膜表面的成分随着时间的推移而发生变化。总之，生物寄生虫的存在导致污染水平逐渐增加。生物膜的形成是后续生物污染的关键步骤，也可能加剧表面腐蚀。当有机物在表面积聚时，会引起离子类型和浓度、氧含量和pH值的局部变化。该过程可以促进涂层的生物降解，增加液体电导率，并促进化学和电化学反应，这种腐蚀类型被称为微生物腐蚀（MIC）。此外，海水的盐度约为3.5%，是一种高腐蚀性介质，可以在海底表面引发化学和电化学反应。海洋腐蚀能够在表面产生小裂缝，逐渐导致更广泛的劣化，破坏结构完整性并引起严重的安全问题。因此，开发有效的海洋防腐防污涂层已成为当务之急。
美托咪定（MM）是一种市售药物，以其镇静作用而知名，同时也是一种环保防污剂，可有效阻止藤壶和其他海洋生物在船体表面附着，显著降低航行阻力，展现出优异的防污效果。环氧树脂（EP）对多种基材具有很强的粘附性和优异的耐腐蚀性，但本身缺乏防污特性，容易受到微生物腐蚀的影响，从而降低其防腐效果。将防污剂加入EP涂层中可以减少海洋生物的附着，降低微生物腐蚀的风险。
首先设计并合成MM及其类似物—4-(1-(3,4-二甲基苯基)乙基)-1H-咪唑（MM-2），5-(1-苯乙基)-1H-咪唑（MM-3）和4-(1-(3,4-二氯苯基)乙基)-1H-咪唑（MM-4），然后将其与防腐环氧树脂（EP）结合，制备出既防污又防腐的系列复合涂层。
在这些复合涂层中，EP/MM-4涂层表现最为出色。与EP/MM相比，EP/MM-4涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别提高了24.69%和39.28%，对海洋细菌费氏弧菌和隐秘小环藻的抑制率分别为91.93%和91.21%，并在第4天保持涂层的稳定性。值得注意的是，EP/MM-4涂层不仅具有良好的抗菌性和抗藻性，还能防止大型生物在海水中沉积长达90天，表现出长期的稳定性和优异的防污效果。MM-4的阻抗值保持在6500 Ω·cm2，表现出优异的防腐性能，24h内持续防腐效率为97.21%。因此，本研究为开发海洋防污防腐涂层提供了一种简单且环保的新策略，在海洋和工业设施的实际应用中具有广阔的前景。
防污防腐涂层分子设计
美托咪定合成路线
数据来源与出处
相关研究成果以“Fabrication of medetomidines/epoxy coatings for marine anticorrosion and antifouling”为标题发表在《Progress in Organic Coatings》上。
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