《Science》刊發(fā)寧波材料所關(guān)于北極航線先進(jìn)海洋涂層Letter文章
近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋關(guān)鍵材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張濤研究員、王立平研究員團(tuán)隊(duì)在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Science》發(fā)表Letter文章。文章系統(tǒng)分析了中歐北極快線開通后，船舶涂料面臨的極端環(huán)境挑戰(zhàn)與生態(tài)保護(hù)壓力，強(qiáng)調(diào)開發(fā)兼具抗極端環(huán)境能力與生態(tài)安全性的先進(jìn)多功能船舶涂料的緊迫性，為北極航線的安全可持續(xù)運(yùn)營提供了重要技術(shù)方向。
隨著全球貿(mào)易與綠色航運(yùn)的發(fā)展，北極航線憑借其獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)成為連接亞歐大陸的重要通道。2025年9月23日，中國開通中歐北極快線，將亞歐海上航程縮短至18天，較傳統(tǒng)航線減少12-15天，不僅大幅提升貨物運(yùn)輸效率、降低碳排放，還為擁堵的蘇伊士運(yùn)河提供了重要替代方案。然而，北極航線的特殊環(huán)境給船舶運(yùn)營帶來了嚴(yán)峻考驗(yàn)：極端極地條件、超過80°C的劇烈溫度波動(dòng)以及高腐蝕性海水，導(dǎo)致傳統(tǒng)船舶涂料的防護(hù)效能大幅下降，難以保障船舶結(jié)構(gòu)完整性；同時(shí)，北極生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，恢復(fù)速度緩慢，傳統(tǒng)涂料降解過程中釋放的微塑料、Cu2+離子等污染物，會(huì)對(duì)海洋生物造成長期危害，甚至通過食物鏈放大生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅北極生態(tài)平衡。
研究團(tuán)隊(duì)指出，要應(yīng)對(duì)北極航線面臨的極端環(huán)境考驗(yàn)與生態(tài)保護(hù)壓力的雙重挑戰(zhàn)，必須打破傳統(tǒng)船舶涂料的功能邊界，研發(fā)兼具防冰、耐磨、防污、防腐多重核心功能的先進(jìn)多功能材料。具體來看，有機(jī)-無機(jī)雜化復(fù)合材料、可動(dòng)態(tài)響應(yīng)外界環(huán)境的智能調(diào)節(jié)涂料以及無毒防污表面材料，成為兼顧船舶防護(hù)與生態(tài)保護(hù)的潛在方案。文章強(qiáng)調(diào)，目前國際上缺乏針對(duì)北極航道復(fù)雜環(huán)境的系統(tǒng)化涂層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，亟需建立能夠綜合模擬冰沖擊、冷熱循環(huán)和腐蝕協(xié)同作用的專用測(cè)試系統(tǒng)，以加速材料從實(shí)驗(yàn)室走向工程應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步指出，跨學(xué)科協(xié)作是推動(dòng)此類先進(jìn)涂料研發(fā)的關(guān)鍵，只有整合材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、船舶工程等多領(lǐng)域技術(shù)力量，才能打造出適應(yīng)北極航道復(fù)雜環(huán)境的高性能、生態(tài)友好型涂料，為北極航線船舶的安全服役與可持續(xù)發(fā)展提供核心支撐。
北極航線的戰(zhàn)略價(jià)值與潛在經(jīng)濟(jì)效益巨大，其可持續(xù)運(yùn)行依托于高性能海洋防護(hù)材料的突破。此次在 Science?的發(fā)表強(qiáng)調(diào)了極地航運(yùn)時(shí)代對(duì)材料科學(xué)的新需求，呼吁全球材料科學(xué)、海洋工程與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域開展跨學(xué)科合作，共同推動(dòng)極地環(huán)境下的材料創(chuàng)新。
該文章由寧波材料所張濤研究員和王立平研究員共同署名完成。文章信息：Tao Zhang, Liping Wang, Arctic route demands advanced marine coatings, Science, 2025, 389 (6763): aed1509?https://doi.org/10.1126/science.aed1509
（海洋關(guān)鍵材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）