海洋微生物粘附给船舶和海洋设施带来极大的危害，仿生防污作为一种全新环保的防污方法，因其安全环保和高效性受到广泛重视。众所周知，海豚终日生活在海水中，但是其皮肤表层却不附着任何的污损的海洋生物。研究发现，它的表皮是由一层不稳定的刚毛和水凝胶薄膜所构成，在海水作用下处于机械不稳定的状态具有优异防污性能。本文以用于船体防污涂层为工程研究背景，以环氧树脂清漆为涂层基体，通过将不同粒径吸水粉共混和吸水纤维、PVA纤维和Si02改性PVA纤维的植入，制备了具有海豚表皮结构的三种不同防污涂层体系。通过静态浸泡、动态溶出行为研究仿生水凝胶防污涂层的长效寿命，利用表面摩擦系数检测研究水凝胶涂层的表面特性，进而建立水凝胶涂层的表面特性和防污性能的内在联系。并通过在实验室人造条件下培养海洋微藻和实海挂板实验系统评价了涂层的防污性能，并对水体环境下仿生结构的自清洁机理进行了初步探讨。首先，研究了由不同粒径吸水粉和纤维构成的释放型水凝胶涂层的防污性能。结果表明，吸水粉粒径过大或含量过高，其在溶胀过程中会造成基体开裂。粒径为0.075mm吸水粉含量20%以及含量4%吸水纤维改性涂层在保持基体完整性前提下，能在涂层表面持续溶出水凝胶，形成一层致密光滑的吸水膜层，实验室微藻粘附和实海挂板实验显示，释放型水凝胶涂层抗微藻和藤壶、贻贝类等污损生物粘附能力较强，防污性能优异。进而，研究了纤维植入型水凝胶涂层的防污性能。吸水纤维因吸水溶胀后强度降低而脱离基体，仅在根部留有吸水点，涂层防污性能提高有限，其中纤维植入密度为7.5个/mm²样品防污性能最佳。最后，利用冷冻仿生技术制备了高强度PVA和疏水SiO₂改性PVA水凝胶纤维，研究了高强度PVA纤维植入型水凝胶涂层的防污性能。结果表明，纯PVA和疏水SiO₂改性PVA水凝胶纤维强度显著提高，浸泡过程中可稳定存在不溶出，涂层长效寿命提高。纯PVA纤维植入型涂层抗微藻粘附性能优异，具有应用潜力。论文研究发现通过仿生模拟海生物皮肤粘液层的代谢更新能力和微结构的动态柔性脱附作用，可使涂层具有自清洁能力，防污性能得到提高。