“牡蛎海底大作战”这个只在科幻片出现的片段，如今竟真的实现了！海洋生物变身“海洋卫士”保护海岸工程，同时也保卫着海洋生态环境。

“推进‘双碳’目标，保护海洋生态环境是重要的环节，利用海洋生物‘变身’防腐涂料，同时能实现海洋生态修复，减少碳排放、甚至负碳排放的目标，是‘海洋保卫者’这个项目的最具特色的创新点。”团队负责人黄建涛说到。

指导老师与团队成员参加互联网＋集训营

日前，由哈工程航建学院吕建福、高明，中国科学院海洋研究所许飞三位老师指导，黄建涛、徐成伟、沈美栖、杨千乐、郭靖祎等12位同学完成的《海洋保卫者——重防腐与生态修复一体化海洋工程涂料》获得第十三届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛铜奖。这款全球首创的诱导型涂料，将海洋生物与防腐涂料相结合，大幅度提升海洋工程耐久性的同时、多方面地改善海洋生态环境，被中科院海洋所专家、中国腐蚀与防护学会理事段继周评价为“一项颠覆传统认知的海洋工程防腐技术”。

小小“牡蛎”大用处开启防腐新思路

指导教师对团队进行辅导

“从没想过我们这些研究混凝土材料的会跟海洋生物打上交道……”黄建涛笑着说。团队成员都是学校“混凝土俱乐部”的同学，11号楼1012工程材料实验室，同学们常常聚在一起学习和研讨混凝土材料前沿知识，围绕专业知识进行深入的探索和交流。2017年，在吕建福老师带领下，团队成员前往山东青岛市进行实际工程考察，发现市南区海域栈桥附近的一些工程建筑，存在严重的钢筋混凝土腐蚀情况。“海水中含有大量氯离子，当渗透进混凝土中的氯离子达到一定浓度，会破坏钢筋钝化膜引起局部钢筋锈蚀，产生的铁锈会进一步降低钢筋混凝土的抗腐蚀性能。”吕老师告诉大家。

“牡蛎也许能大大降低海水对钢筋混凝土的腐蚀。”吕建福老师凭借多年的科研基础和研究经验判断道。继多处考察后，同学们发现海域附近附着有牡蛎的工程结构很少出现钢筋锈蚀情况，经过现场取样，并带回学校实验室检测后发现，牡蛎附着能将混凝土抗氯离子渗透的性能提升3倍以上。黄建涛大胆地猜测，“要是能有一种材料能应用到钢筋混凝土工工程表面，能把牡蛎诱导附着在其表面就好了”得到老师的肯定后，同学们迫不及待地开始了这项研究。

“那就开发一种诱导牡蛎附着的涂料吧，吸附的牡蛎就能减弱海水对工程结构的腐蚀了。”徐德海和张亚杰不约而同地想到。

“普通的水泥砂浆表面牡蛎附着往往较少，不能满足防腐需求，开发新型的水泥基涂料，可能会带来较高的成本。”高明提醒同学们。

“涂料这种形式确实比较合适，普通硅酸盐水泥凝结时间长达数个小时，强度增长慢，很有可能强度未涨潮汐先涨。”

“树脂固化快,节约时间，但是，有水就没法固化呀。”

……

在老师的指导下，团队定下科研目标，经过认真的调研、查阅文献，决定采用一种叫硫铝酸盐的低碳水泥，它的碳排放为普通水泥的三分之一，且能够在20分钟内硬化。团队决定就用硫铝酸盐水泥作为涂料主体，进一步进入诱导性涂料开发及涂料性能测试等阶段。

牡蛎环保大作战？这个“变身”有点难

对海洋工程、舰船装备而言，“百害而无一利”，这是过往文献对牡蛎此类的海洋生物所做的定义，几乎没有相关文献可参考，做一项几乎是颠覆性的研究，过程的艰难可想而知。

“创新是一条未知的道路，但是我们坚信方向对了，就一定能够成功。”团队成员表示。要使更多的牡蛎附着在防腐涂料上，开发出合适的诱导剂是关键的一步。在吕建福老师的带领下，同学们前往中国科学院海洋研究所拜访了诸多专家，查阅了大量的资料，并从中筛选出10余种诱导剂进行进一步试验，每一种诱导剂均需要测试对涂料强度、抗渗性、粘结力、凝结时间的影响，在保证诱导剂对涂料性能的负面影响不大的前提下，进行牡蛎实验室、实海环境附着试验，验证涂料对牡蛎的诱导能力。

试验过程中，出现了很多同学们意想不到的情况，如某些诱导剂可以显著提高牡蛎附着数量，但涂料强度、流动性会大幅降低；有些诱导剂会大幅度延缓涂料固化时间，进一步改良诱导剂的性能才能实现目标。

准备出发实海试验

为了验证涂料对牡蛎的诱导能力，黄建涛和徐德海等6人先后在青岛进行了近3个月的牡蛎幼虫附着试验。试验现场没有现成的试验设施，一切都需要自己动手解决，水池的搭建、牡蛎幼虫损失、水池氧气供应不足、海水温度不够……各种意想不到的问题，使他们的试验一次次失败，但团队成员从未放弃，他们坚信方向正确了，就一定会成功。

经过三年的不懈努力，最终团队开发出重防腐与生态修复一体化海洋工程涂料。涂料中含有自主开发的诱导剂，能促进海洋中的牡蛎幼虫在工程结构表面附着生长，形成致密保护层达到防腐目的。同时，由于牡蛎具有净化水体、碳汇、提供鱼类生境等功能，该产品具有很高的生态修复价值。

“海洋卫士”尽其责 保卫海洋生态做贡献

“任何事物都有其两面性，而创新的意义在于将不可能变为可能，让事物发挥出其有益于人类，有益于自然的一面。”黄建涛说。牡蛎这种海洋生物附着性强，通常会在海域范围内工程结构附着，该项目恰恰利用了牡蛎的这一生物特性，这款新型涂料的产品优势在于高效率重防腐、生态修复和零VOCs排放。因为牡蛎具有群聚效应，喜好叠加附着在同类贝壳上，所以涂有该款涂料的海工建筑抵抗腐蚀能力随时间正增长。另一方面，牡蛎的滤食作用能减缓水体富营养化修复局部海洋生态。该涂料不仅不含污染环境的挥发性有机物VOCs，还能实现约80kg/(m²·50y)的固碳能力，大大降低总碳排放，真正实现了“高耐久与生态修复一体化”。

实海实验涂抹涂料后的附着效果图

致密附着牡蛎的混凝土试件

码头、跨海大桥等海底工程结构建筑以及生态海岸的建设都可以使用该涂料，实现海岸工程50年以上服役寿命，修复局部海洋生态的目标。近些年，团队也积极的对接海岸工程领域的项目，让“海洋卫士”真正发挥作用，保卫海洋生态环境。“希望这项技术能够真正发挥延长潮差区钢筋混凝土结构的服役寿命，有效地改善局部的海洋环境，为全球的海洋潮差区钢筋混凝土防腐技术进步、技术革新和实现跨越式发展做出贡献。”这也是团队所有人的心愿。

哈工程混凝土俱乐部学生社团不仅实现帮牡蛎军团搬家，也让其变身为“海洋卫士”，延长海岸工程项目使用年限，保护海洋生态环境，为双碳战略目标的推进贡献一份力量。