本文从理论和试验两方面展开对环保型海洋防污涂层的研究,主要内容分为4部分:以低表面能材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基体,结合仿生技术,制备了仿生微织构海洋防污涂层,并研究其防污性能;将纳米颗粒和仿渗型防污剂相结合,制备了纳米复合仿渗防污涂层,并研究其防污性能和机理;基于低表面能、纳米粒子、仿渗防污剂、仿生微织构防污原理的协同作用,制备了仿生协同防污涂层,并研究其防污性能和机理;基于EDEM-FLUENT耦合计算,研究了细菌颗粒在不同壁面的黏附行为。首先,以低表面能PDMS为主要成膜物,通过光刻技术与倒模固化加工工艺,制备出表面具有圆柱形、十字形、肋条形、凹槽形仿生微织构的防污涂层,观察并研究了微织构对涂层的表观性能以及防污性能的影响。结果表明:涂层表面分别具有高度为60μm,形状规则且结构完整的圆柱形、肋条形、十字形、凹槽形的微米级织构;加入微织构后的涂层表面接触角升高,表面自由能降低;具有圆柱形织构的涂层接触角最大、表面能最低,且抑菌率达50%,防污性能最优。其次,将多种纳米填料与仿渗型防污剂相结合,以低表面能PDMS为基体,以苯基甲基硅油（PSO）作为非反应型仿渗防污剂,加入粒径30 nm的ZrO2、TiO2、ZnO,制备了纳米复合仿渗涂层,研究不同纳米颗粒对涂层机械性能及PSO的渗出速率的影响。结果表明,在涂层中加入纳米ZnO会使涂层的接触角升高,表面能降低;加入纳米TiO2、ZrO2会导致涂层接触角降低,表面能升高;纳米颗粒能够有效减缓防污剂PSO在涂层中的渗出速率,提高涂层的力学性能和防污性能;含有纳米TiO2的涂层PSO渗出速率最慢,力学性能最高,抑菌率高达77%。然后,将多种防污原理相结合,发挥低表面能PDMS、防污剂PSO、纳米ZnO、仿生微织构的多元协同作用,制备出仿生协同防污涂层,研究纳米ZnO含量对涂层机械性能、PSO渗出速率的影响,并对仿生协同防污涂层的防污性能进行了测试。结果表明:随着涂层中纳米ZnO含量的增加,涂层的接触角升高,表面能降低,表面硬度升高;PSO在涂层表面的渗出速率随纳米ZnO含量的增多而减少,含有10%ZnO的涂层力学性能和防污期效更为优异;含有PSO、10%纳米ZnO和圆柱形仿生微织构的仿生协同防污涂层抑菌率高达97%,与考虑单一因素影响的涂层相比防污效果更为优异,能有效阻止海洋生物污损的发生。最后,基于EDEM与Fluent软件的耦合,采用连续流体介质与颗粒离散元耦合计算方法,模拟计算了细菌在弹性与刚性、不同弹性模量、不同织构壁面下的黏附结果。结果表明:相对于刚性壁面,细菌颗粒更易从弹性壁面以剪切的形式脱附;刚性壁面细菌黏附数量随时间线性增长,弹性壁面细菌黏附数随时间先线性增长后趋于稳定;在仿真试验范围内,随着壁面的弹性模量增大,细菌颗粒与壁面的相对附着力升高,壁面细菌黏附数量增多,增长率略有降低;壁面加入微织构能显著减少细菌颗粒的黏附数量,具有菱形织构和圆柱形织构的壁面抗细菌颗粒黏附效果最好,具有十字形织构的壁面抗细菌颗粒黏附效果最差,原因在于细菌颗粒更易于黏附在织构凹坑内。