本文最初刊登于 Hakai Magazine，该杂志是一家关于沿海生态系统中科学与社会的在线出版物。在 hakaimagazine.com 阅读更多此类故事。
18世纪末，乔治三世国王瞥见了航运的未来。英国皇家海军总监查尔斯·米德尔顿爵士带着一个愿景找到了君主。他的提议附带了一个演示——一艘经过特殊改装的战舰 模型，名为“贝洛纳号”。国王很快注意到包裹在模型船体水线以下的闪亮铜板。
“可以这么说，它被‘炫耀’了一番，”伦敦格林威治皇家博物馆的船模策展人西蒙·斯蒂芬斯说。当国王得知这些铜板可以通过排斥附着在船体上的海洋生物来使船只更快时，他便被说服了。到了18世纪80年代初，整个英国海军舰队也得到了这种“炫耀”待遇：数百艘战舰的船体都铺上了像屋顶瓦片一样重叠的铜板，以减小水流的阻力。
米德尔顿的铜板或多或少解决了一个长期存在的航海难题。自从远洋航行出现以来，长时间停留在海上的船只返回港口时，船体都会被藤壶、海藻和其他海洋污垢污染。这会减慢船只的速度——想象一下推着一个滑溜溜、凹凸不平的菠萝在水中前进。工人们会花费数天甚至数周的时间来重新刮净船只。但由于铜对许多海洋生物有毒，米德尔顿的铜板船体保持了光滑。
如今，许多远洋船舶仍然使用铜——通常作为某些 标志性的红色 防污涂料的成分。与18世纪一样，铜可以防止污垢附着，从而保持船体光滑，减少阻力。这可以减少燃料消耗和碳排放。污垢减少也意味着减少了被运送到世界各地的潜在入侵性海洋物种。
然而，随着新法规 收紧排放要求，船东比以往任何时候都更加重视船体涂层。在幕后，寻找更好、更环保的解决方案的步伐正在加快。
挑战在于找到有效、可持续且不会破坏环境或向海洋中渗出重金属的涂层。船东必须谨慎选择。埃塞克斯大学的海洋生物学家尼克·阿尔德雷德解释说，即使船体粗糙度有微小的增加，也会对排放产生巨大的影响：“如果你有任何藤壶，你就会损失很大。”
当船只进入水中后，细菌和浮游植物很快就会在船体上定殖。海洋生物膜专家、荷兰公司 Endures 的玛丽亚·萨尔塔说，这些微生物会形成生物膜，吸引其他生物，最终船体会被藤壶和海藻覆盖。Endures 公司专门研究污垢和腐蚀。
所以，萨尔塔说，如果你拥有一艘船并且想阻止这种情况发生，你大致有两种选择：要么使用杀生剂基涂层，要么使用防污涂层。
与米德尔顿的铜板一样，杀生剂涂层可以杀死试图附着在船体上的生物。但是，如果过度使用，就可能产生严重后果，杀生剂涂料三丁基锡（TBT）就是一个灾难性的例子。这种强效防污涂料在船体上使用了几十年，但它毒害了航道，并导致牡蛎壳变厚，以至于这些生物 无法再张开嘴进食。TBT 已于2008年被国际禁止。
萨尔塔说，另一种选择是防污涂层，这就像用不粘锅烹饪一样。生物通常不会粘在防污涂层上，即使粘上了，它们也倾向于附着不牢固，并且在船只行驶时会脱落。
例如，PPG工业公司近20年来一直在逐步更新和改进基于硅酮的涂层 Sigmaglide。曾经，这种涂层是透明的。“它很难涂抹，你无法看到自己喷到了哪里，”PPG防污和防污释放全球产品经理 Joanna van Helmond 说。
该公司很快添加了颜料，并调整了涂层，使其对温度和湿度不那么敏感，从而更容易在世界各地的船厂喷涂到船体上。今年3月，该公司宣布了该涂层的最新版本。Van Helmond 拒绝透露其工作原理，但表示该涂层与水发生反应，在纳米尺度上对齐，变得非常光滑。
然而，Van Helmond 确实表示，在实验室试验中，该涂层显著降低了阻力。与传统的防污涂料（如 PPG 自家的杀生剂涂料 Sigma Ecofleet 290）相比，该公司声称其新型超光滑涂层可以将船舶的碳排放量降低 高达35%。
然而，与其它选项相比，防污涂层可能很昂贵。正如 Aldred 指出的那样，这些涂层只有在水不断擦过船体时才能正常工作。这使得防污涂层对于长时间静止的船只（如海军舰艇）不太有用。
解决污垢问题的创新正在米德尔顿的铜板的道路上不断发展，一些最前沿的减少污垢和阻力的努力在功能上与现有涂层截然不同。
例如，荷兰公司 AkzoNobel 曾开发了一种仿生鲨鱼皮肤的纹理覆盖物。它不是试图使船体极度光滑，而是模仿鲨鱼皮肤特有的粗糙度，这种粗糙度天然地能减少阻力并防止污垢附着。这种纹理 已成功应用于商用飞机的机身，以减少空气阻力，尽管 AkzoNobel 尚未在水中取得同样的成功。（该公司未回应置评请求。）
其他科学家正试图利用 超声波 或 紫外线 来阻止海洋生物附着在船体上。在微生物有机会附着在船体上之前就将其杀死，可以防止生物膜的形成，而藤壶和其他“搭便车”的生物正是附着在生物膜上。Aldred 警告说，这些方法尚未得到充分评估，并可能带来一些不幸的副作用。“例如，我们是否会选择性地繁殖对紫外线具有抗性的藻类？你可以想象各种各样的后果，”他说。
在他们自己的工作中，Aldred 和他的同事们希望开发一种能够实际促进生物膜形成的物质。但那是一种特殊的生物膜。他说，该团队已经识别出能够降解藤壶胶的细菌，这可以防止大型海洋生物在船体上定殖。
“我们在项目中有个笑话，如果我们 ever 创办一家销售这种黏液的公司，我们会称之为‘船酸奶’，”他解释道。“这是一种船只的益生菌。”
他们的研究尚未发表，Aldred 拒绝透露更多细节，尽管他说到目前为止，他对结果很满意。
至少 royal approval 不再是必需的了。乔治三世国王会如何看待船用酸奶呢？
本文首次发表于 Hakai Magazine，经许可在此转载。
