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美国海军研究实验室不会轻易放弃对付那些最顽固、最顽强的海洋生物,藤壶的斗争。对于水手们来说,藤壶一直是一种古老的祸害。即使在当今,它们依然耗费了海军数十亿美元,继续为科学家们带来棘手难题。

藤壶的强大吸附能力使其不仅能黏附在礁石上,还能紧紧附着在船体上,不受风浪的摧残。这种生物是海洋污染的祸根之一,因其高度吸附能力对海防、海上运输、工业和渔业等领域造成了严重危害。举例来说,当它们附着在船底时,会显著增加航行阻力,减缓速度,增加燃油消耗。此外,藤壶对海洋水产养殖也造成了严重影响,它们与鱼、虾、贝类等海洋生物争夺食物,阻塞养殖网孔,严重影响了海洋生物的生长。

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生物淤积,又称为生物污损,主要由藤壶、贻贝和细菌在船身上积聚而成。其中,藤壶是制造生物淤积的头号"元凶"。研究发现,藤壶的存在可以导致船只燃油消耗增加40%。为了对抗它们,18世纪英国海军采用了铜皮包裹船身的方法,使舰艇免受藤壶和船蛆的困扰。铜皮在水下形成有毒薄膜,阻止海洋生物侵入。

藤壶得名于它们会钻入木头,对木制船只造成严重损害。藤壶、贻贝和藻类是生物污垢的主要源头,它们在寻找附着点时毫不留情。它们会试图粘附在任何物体上,包括船底。

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为了解决这一问题,美国海军研究实验室的科学家们正积极研究藤壶粘附的化学成分及其制备方式,并试图应用于表面。他们还在探究藤壶外壳的形状和设计,以理解为何藤壶如此难以清除,因为藤壶的外壳就像坚固的盔甲一样。

美国海军希望让藤壶感到"不受欢迎",因为它们会减慢船速,增加燃油消耗。即使是最新的船只或者最近清洗过的船体,从它们进入水中那一刻起,也会受到生物污垢的困扰。这意味着除非有一种能够防止藤壶附着的涂层,否则在短短两周内,它们的存在就足以造成阻力,而且变得难以清除。

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在仅仅六个月内,一艘导弹驱逐舰的航速可能会下降两节,除非进行船底清理,而且在温暖的水域,这种影响会更加迅速增加。这需要大量时间和资源来清除,还需要让船只离开任务区域进行维护,这显然不符合海军的运营需求。因此,海军努力寻求在与这些水下害虫的斗争中占据上风。

正如俄日对马海战中俄舰队陷入劣势,部分原因是由于长途航行和生物附着所造成。因此,预防是最好的解决办法。瓦尔指出:“藤壶之所以如此成功,很大程度上是因为它们通过分泌一层薄薄的粘附层来附着在不同的物体上,随着有机体的生长和扩大,粘附层就会沉积下来。”藤壶和其他生物都能分泌出极强的胶水,可以在水下黏附。科学家已经识别出藤壶粘附界面中超过50种蛋白质,每次蜕皮后,藤壶都会分泌出一圈粘性原胶,其中包含多种生化成分和强大的粘附力,使它们紧紧地附着在载体上。这种独特的粘附能力引起了人们的极大兴趣,一旦成功开发出来,这种"藤壶"粘合剂将在水下救援和泄漏修复工作中发挥重要作用,不

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过目前为止,似乎还没有成功开发出这种"藤壶"粘合剂。然而,美国海军研究实验室的研究人员正全力以赴,深入研究这种胶水的化学成分和制备方法,以及它如何应用于不同表面。他们希望找到一种更加环保的方法来应对藤壶附着问题,避免使用有毒物质。

此外,研究人员还在探索藤壶外壳的形状和设计,以了解为什么它们如此难以从表面移除。藤壶的外壳实际上扮演着一种坚固的盔甲的角色,对抗它们需要专门的工具,同时也需要采取防护措施,因为藤壶的外壳非常坚硬,足以划伤人体。

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凯瑟琳·瓦尔表示:“我们正在努力更好地了解藤壶是如何附着在表面上的,并通过这一点为生产有毒油漆和表面处理的替代品提供新的方法。” 她补充说,一些研究材料已经显示出在这一领域取得希望的进展。

海军研究办公室的涂层和生物污垢项目经理保罗·阿米斯特德介绍了防污涂层的两种主要类型,即烧蚀涂层和自抛光涂层。这些涂层通过释放毒素来防止污垢附着。国际海事组织对防污涂料的规定变得越来越严格,不再允许使用如三丁基锡等有害物质。因此,现代的油漆对海洋环境更加友好。

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烧蚀涂层通常用于商船等需要保持恒定速度的船只,因为它们需要有稳定的水流才能剥离已经附着的海洋生物。而自抛光涂层则以有机硅树脂为基础,虽然不能阻止污垢附着,但表面非常光滑,难以粘附。阿米斯特德解释说:“使用较旧的防污涂层,藤壶在20节的速度下才会脱落,而对于较新的涂层,藤壶在每小时10节的速度下就脱落了。”

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此外,美国海军还宣布研发一种水下机器人,用于清理船体上的藤壶。这种全自动船体仿生水下清理系统无需使用系索,具备自治能力和长时间续航,可以有效地清除附着在船体上的藤壶,从某种程度上与家用清扫机器人相似。

总而言之,美国海军研究实验室正在积极探索各种方法,以应对藤壶附着所带来的问题。他们的研究不仅有望改善海军舰艇的性能,还有助于保护海洋生态环境。尽管面临巨大挑战,但科学家们对未来找到更加环保和高效的解决方案充满信心。这将有助于确保海军舰队能够继续执行任务,而不受到藤壶这个古老的"敌人"的干扰。

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