生物污损是指生物分子、微生物、细胞等在材料表面上的有害粘附，是光学透镜、医用器械、海洋设备等诸多领域共同面临的重要挑战。亲水高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的吡咯烷酮单元可紧密结合水分子，涂覆于材料表面后可结合水分子从而形成水化层，同时由于其呈电中性，所以可有效消除生物大分子与材料表面之间的静电作用力和疏水作用力，形成抗生物粘附界面。本文基于PVP的“亲水抗污”性质，设计并制备了多种新型稳定的抗污功能涂层，并探索了它们在滤镜防护、医用导管抗污、以及海洋抗污等生物化工领域的应用前景。主要研究内容如下：
　　本文首先针对光学镜头表面由于雾化或微生物附着导致设备失灵的问题，制备了P(NVP-co-MA)共聚物。该共聚物通过酰胺化反应即可接枝到玻璃表面，形成稳定的亲水抗污涂层。该反应条件温和，普适性高。由于亲水性PVP的存在，雾滴可以均匀的在表面铺展形成水膜。修饰后的玻璃片在雾气测试中可保持＞88%的光透过率，并且可有效地抵抗细菌的附着(抗菌率＞99%)，还具有优异的抗油污自清洁性能。而后，针对医用导管内壁修饰困难的问题，将PVP与低表面能的PDMS结合，设计制备出新型的两亲性聚合物PDMS-PVP。基于疏水相互作用等原理，该聚合物只需简单的浸泡操作就能够修饰在导管内壁，形成一层高效的抗污涂层。该方法有望克服当前导管内壁修饰方法必须先活化管内壁、条件苛刻、步骤复杂的瓶颈难题。
　　除医疗器械领域外，生物污损的防治在海洋工程领域也是一项重大挑战。为此，本文使用硅烷偶联剂修饰PVP，使其可在室温下与PDMS直接交联形成化学性质稳定的新型两亲性海洋抗污涂层。该涂层可以有效抑制细菌和硅藻的粘附(抑制率＞99%)，并可以有效地降低藤壶的附着力(降低率＞82%)。本文进一步系统研究了两亲性聚合物PDMS-PVP原料配比、聚合物分子量等因素对抗生物污损效果的影响。通过硅藻和藤壶测试表明涂层具有表面更新的抗污特性，并且抗污性能与PVP含量正相关。长期实海挂板测试(~4个月)证明了基于10%的PDMS-PVP涂层具有最优的抗污效果。
　　综上，本文以PVP“亲水抗污”为理论基础，将设计新型高效稳定、绿色环保、工艺简便的抗污涂层在生物化工诸多领域中的重要应用为研究主线，为新型抗污涂层的开发提供了新思路。