海洋生物污损一直以来是阻碍人类开展海洋事业的历史性问题，生物污损不但会产生巨大的经济损失，而且有毒的防污剂也会引起环境污染等问题。因此，开发一种新型环保的防污涂层材料具有重要的意义。本论文受海带具有优异的防污性能的启发，探究海带具有防污性能的因素，并通过仿生学法制备仿生微结构化及层层组装防污涂层材料。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜和透射电子显微镜等对材料表面的微观形貌进行表征，通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、固体表面Zeta电位分析仪和接触角测试等对材料表面的化学组成、电荷性、润湿性能进行研究，同时通过抗海藻粘附测试及抗菌测试探讨材料的防污性能。
　　为探究海带具有防污性能的因素，对其表面形貌、弹性模量、化学组分、表面能、Zeta电位和表面分泌物进行分析。海带在干燥和湿润状态下，中间和边缘部分的表面分别存在各向同性和各向异性结构且弹性模量分别为2.4MPa、2.3MPa、0.98MPa，表现出良好的柔韧性及较低的弹性模量；海带的表面能在30~40mN/m的范围内，较接近污损生物黏结作用力最小时的表面能范围；海带表面黏液含有多糖，暂未测定出蛋白，同时其Zeta电位与海藻酸钠较为接近，均表明海带表面黏液中多糖占主要成分。
　　通过模板法制备各向同性及各向异性结构化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)及环氧树脂(EP)材料表面，探究表面微观形貌及弹性模量对生物污损附着产生抑制能力的差异性。通过对比PDMS及EP表面在光滑、各向同性及各向异性时的弹性模量，表明表面微观形貌的变化会对弹性模量产生影响，在结构化后可使弹性模量降低；光滑PDMS及EP表面被小新月菱形藻粘附后，表面的粘附力范围分别为0~40.2nN和0~8.8nN，表明弹性模量会影响海藻的粘附能力；较高弹性模量的EP表面相比低弹性模量PDMS表面粘附更多的海藻，而结构化的PDMS及EP表面均会减少海藻的附着，在各向同性结构化PDMS表面的三角褐指藻、小新月菱形藻及短小舟形藻粘附量最低，分别为22±2.5个/mm2、452±26个/mm2及381±35个/mm2。
　　通过层层组装法在各向同性结构化PDMS表面形成聚电解质防污涂层，探究微观形貌及化学改性对防污性能的影响。结果表明，当n=5时，(GHPEI/ALG)*5聚电解质层在未改变表面微观形貌的情况下沉积在表面，此时，表面水接触角从117.5°降低至35.3°，等电点从4.12增加至6.12，表明其不仅改善了表面的亲水性，还可有效地调节表面电荷；通过抗小新月菱形藻粘附测试及抗菌测试，发现(GHPEI/ALG)*5聚电解质层改性的光滑及结构化PDMS表面的海藻粘附量分别为14±6个/mm2和9±5个/mm2，抗菌率分别为92.4±1.7%和96.2±1.3%，表明(GHPEI/ALG)*5聚电解质层改性的结构化PDMS表面具有更加优异的防污性能，可见化学改性和微观结构对防污性能具有一定地协同作用。
　　通过微乳液法制备了含有辣椒素的壳聚糖基纳米胶囊(CAP@CS)，并采用层层组装法在各向同性结构化PDMS表面形成pH响应型(GHPEI/ALG-CAP@CS-x)*n聚电解质层。结果表明，当壳聚糖浓度为0.5mg/mL、pH=8.5的PBS透析下，CAP@CS纳米胶囊粒径在200nm左右；当沉积层数n=10、ALG:CAP@CS=8:2时，在未改变表面微观形貌的情况下，表面均匀沉积了含有CAP@CS的聚电解质层，此时，其水接触角为17.6°，等电点为8.77；通过抗小新月菱形藻粘附测试及抗菌测试，发现(GHPEI/ALG-CAP@CS-8)*10具有更长效的防污性能，其海藻粘附量为23±4个/mm2，抗菌率为99.2±0.6%。