进入21世纪以来，全球生产力发展进入加速时代，渔业产业也发展快速。联合国粮食及农业组织发表的《2022年世界渔业和水产养殖状况》报告显示，2022年水生动物产量比本世纪头十年的平均水平高出30%，比20世纪90年代的平均水平高出60%以上 [8] 。但渔业产业发展快速的同时，也出现了过度捕捞、水域环境污染、鱼类产卵场退化、渔业水域荒漠化等渔业资源环境恶化，非健康不生态的高密度养殖、违规用药等水产品质量安全等问题 [9] 。这些由渔业生产活动造成的污染问题也直接或间接地影响社会发展多个方面。经济上，渔业污染加剧鱼类资源减少，产量的减少给渔民造成直接的经济损失。

在东南亚沿海个别以渔业经济为主的地区，传统高密度养殖模式造成的污染问题严重，鱼类市场价格急剧下降，渔民经济陷入瘫痪，产业陷入严重贫困 [10] 。渔业养殖残余物、废弃渔具和其他污染物对水体的污染给生态系统带来严重影响。在班达尔阿巴斯市海岸线附近发现由渔业生产活动引起的重金属污染，对浅海岸区域显著影响，污染引发的蓝藻爆发直接导致水生生态系统的退化 [11] 。渔业污染对人类食品安全威胁越来越大。

调查显示，越来越多的海产品被检测出重金属及其他有害物质超标，原因是季节性生物积累，食用这些海产品的人群存在较大的健康风险。某些病原体和化学污染物会通过食物链积累，受污染的水产品会给消费人群带来巨大的健康隐患。此外，渔业污染还会压缩水生生物的生存空间，如人类活动造成的污染物会直接破坏海豚类等生物的栖息环境。在泰国海湾内陆，如果不及时采取预防措施，污染问题将产生不可逆的严重后果。捕捞产生的海洋垃圾、尤其是塑料污染，已成为全球性的问题，导致海洋生态系统健康状况急剧恶化 [12] 。面对这一严峻形势，防污性渔网材料的研发与应用显得尤为重要。防污性渔网材料能够有效减少渔业活动中的废弃物和污染物排放，降低对海洋生态系统的破坏；同时，它们还具备耐用、易回收等特点，有助于实现渔业的可持续发展 [13] 。加强研发与应用防污性渔网材料需要政府、科研机构、企业和社会各界的共同努力。政府应出台相关政策，给予鼓励与支持；科研机构应加强技术创新和成果转化，推动防污性渔网材料的不断升级和完善；企业应积极采用防污性渔网材料，提高渔业生产的环保水平；社会各界也应加强宣传和教育，提高公众对渔业污染问题的认识和重视程度 [14] 。

随着全球渔业资源的日益紧张，传统渔网材料在使用过程中产生的污染问题愈发凸显，对海洋生态环境的破坏严重。因此，亟需新的防污性材料出现为渔业产业的高质量、可持续发展提供新的解决方案。发展防污性渔网材料是为保护海洋生态环境、落实负责任渔业所迈出的重要一步。未来，随着科技水平提高和环保意识日益增强，防污性渔网材料将在渔业领域发挥更加重要的作用。

海洋生物及其代谢物与泥沙等杂质在海上养殖设施(如网箱、扇贝笼和养殖围栏)表面吸附、生长和繁殖而形成的生物称为海洋生物污损，这些海洋生物污损给海洋渔业开发与利用活动带来了很多问题 [15] 。藤壶、贻贝和藻类等海洋污损生物会吸附在渔网上，在一定条件下渔网上的污损生物代谢产物会毒化水产养殖环境、滞留有害微生物，使鱼类等养殖对象极易发病，还会堵塞网孔导致养殖网具内外水体交换不畅等问题，从而给养殖业造成重大损失 [16] 。水产养殖海况千变万化和海洋污损生物种类繁多导致渔网等渔业防污技术难度较大，这已成为一个世界性的难题。因此，开发绿色、长效的防污性渔网材料意义重大。防污性渔网材料因其优异的耐用性和抗腐蚀性，能够延长渔网的使用寿命，减少渔业生产中的成本投入。这不仅有助于提升渔业的经济效益，也为渔民提供了更加可靠和高效的捕捞工具。防污性渔网材料的广泛应用，还有助于推动渔业产业的转型升级，实现渔业资源的可持续利用。

铜基材料由于其出色的防污效果而被广泛使用，尤其是在渔业中。研究显示，铜处理的网具在控制生物污损方面效果显著，铜合金等特种金属合金材料能够抑制细菌及水生生物的生长 [17] 。目前在深水网箱、深远海网箱、大型生态养殖围栏等养殖装备的研发领域，许多国家都采用金属合金网衣技术，我国也进行了铜合金网衣网箱(亦称铜网箱)及铜合金网衣围栏(亦称铜围网)的技术创新和试点探索 [18] 。中国水产科学研究院东海水产研究所石建高研究员等联合国际铜业协会及相关院所校企单位开展了“铜合金网箱海水养殖研发”项目，并联合恒胜水产等单位完成铜合金网衣围栏的整体设计、建造安装和产业化养殖应用，助推了铜合金网衣在我国水产养殖装备上的创新应用 [19] 。

污损生物能够形成群落的条件是成功附着，低表面能防污材料就是利用这种特性来阻止污损生物的生长。低表面能利用其超低的表面能使污损生物不宜附着，或可在高速水流冲刷状态下使已附着的污损生物脱落下来 [20] 。涂层表面能的高低决定了污损生物附着的数量，表面能越低，污损生物就越难以附着。研究结果表明，只有当涂层与水的接触角超过98˚或者其表面能低于25 mJ·m²时，涂层的表面才会具有防污和自清洁的功能 [21] 。因其特殊的防污机理，整个涂层的使用过程没有防污剂的存在与释放，因此不需要考虑到防污剂对海洋环境的影响，符合各国对环保性能的需求，是防污材料的重点研究方向之一。目前低表面能防污材料系列主要是有机硅系列、有机氟系列以及其改性产品 [22] 。周涛等利用新型自由基改性聚合材料技术对丙烯酸聚酯树脂进行了有机硅改性改性复合，通过对热性分析及接触角测试的实验结果分析证明，在有机硅材料加入改性后，能够有效地帮助改善改性丙烯酸聚酯树脂的耐热性与疏水性 [23] 。

自抛光型防污材料的特点是通过防污材料漆膜中的毒料在海水中溶解并释放从而达到防污的目的 [24] 。这种防污材料漆膜在海浪、海流等作用下，不断发生水解反应，并不断地暴露出新的漆膜表面 [25] 。因自抛光型防污材料类产品的毒料释放会按设计渗出率平稳持久地进行，所以它们在设计周期内可实现防污性能的持久和高效。现有的自抛光防污材料是在有机锡自抛光的基础上变化改进而得，比有机锡自抛光防污材料更加绿色环保，适应各国绿色环保的政策要求，是目前防污材料的一大研究方向 [26] 。于雪艳等合成了具有自抛光性能的丙烯酸锌树脂，制备无锡环保型自抛光防污材料，该材料的主要防污剂是Cu₂O，不仅具有优异的防污性能，而且具有显著的自抛光性能，减少常见无锡自抛光涂料中铜离子释放造成的海洋环境和生物危害 [27] 。于良民等制备了一类接枝的功能性丙烯酸锌树脂，浅水挂板试验表明，丙烯酸锌树脂具有良好的物理性能和防污性能 [28] 。

防污水凝胶结合了高效的防污效果和优异的机械性能，成为较有前景的海洋防污材料。值得注意的是，水凝胶因其固有的抗生物粘附性而引起了人们的关注。一旦在水中完全溶胀，水凝胶就会在水凝胶/水界面形成水合层，从而抑制生物附着 [29] 。水凝胶还可以与功能性杀菌剂或纳米颗粒结合使用，以提高其灭菌质量，使其对生物污垢非常有效 [30] 。尽管有这些优点，但水凝胶往往受到机械强度差的限制，特别是在海洋复杂的动态环境中，很容易被损坏 [31] 。Qin等人制备了具有优异防污性能的两亲性水凝胶防污材料 [32] 。然而，它的拉伸强度仅为0.1 MPa，这限制了在复杂环境中的应用。Xiong等通过干燥再溶胀法诱导PVA产生大量微晶区域制备出一种具有强机械性能、高抗藻粘附能力和高防污性能的DN-PHMB水凝胶 [33] 。该种水凝胶拉伸强度和断裂伸长率分别高达17.23 MPa和388.35%。在抗菌实验中，其利用阳离子和离子的相互作用有效地抵抗大分子蛋白质的粘附，杀菌率高达100%。在实际海洋防污测试中，附着在其表面的活/死细菌比例分别为0.89%和4.70%，表现出强大的抗藻粘附能力，覆盖率仅为0.09%，具有出色的防污效果。这种高强度DN-PHMB防污水凝胶为实用海洋防污水凝胶的开发提供了一种策略。

纳米材料具有独特的物理和化学性质，能够有效地防止海洋生物在渔网表面的附着。纳米银粒子因其抗菌性能被广泛应用于渔网防污领域。马登峰等人采用水热法制备出掺杂Ag元素的TiO₂，抗菌率高达99%。研究表明，纳米银粒子能够破坏附着生物的细胞结构，从而达到防污的目的；使用纳米技术制备的多层纳米复合薄膜，如ZnO和Cu₂O，可以用于渔网表面，显示出良好的防污能力 [34] 。G. Decher等采用逐层分子自组装技术，将基于纳米颗粒的纳米ZnO、Cu₂和硼酸锌等多层复合薄膜应用于超高分子量聚乙烯(UHMWPE)渔网的制备上 [35] 。对于阳离子表面电荷，采用浸涂法用聚乙烯亚胺对UHMWPE渔网进行预处理，使纳米ZnO、Cu₂O、硼酸锌复合多层膜沉积在渔网上。制成的渔网被放置在位于爱琴海的一个养鱼场6个月。实验结果表明，纳米复合薄膜对微生物表现出优异的防污活性。

仿生微结构防污材料通过研究生物表皮的形态和特征，例如鲨鱼和荷叶，发现其微观表面呈现出微纳米规则的突起结构，能够极大地减少生物污垢的可附着区域，比光滑的表面减少生物污垢附着的效果更显著 [36] 。模拟制备这种微结构表面，可以使污损生物难以在表面附着，或者使已附着的生物更加容易被水流冲刷脱落，从而达到防污效果。Karen L. Wooley研发了一种由超支链氟化聚合物和线性聚乙烯乙二醇构成微观上呈现纳米尺寸的亲/疏水相间结构，结果证明，该结构有良好的防污性能，并由此提出了附着点理论，即防污材料能够被生物污垢附着的点数越少，生物污垢就越难以附着 [37] 。张金伟等制备了具有不同结构特征的材料，其表面具有不同的物理和化学性质，并研究了这些性质对硅藻等污损生物附着的影响 [38] 。

防污性渔网材料的制备工艺流程不仅复杂，而且十分精细，它涉及许多关键的步骤和环节。第一个关键的环节，是需要选取合适的原材料，如高分子聚合物、无机纳米粒子改性纤维、生物降解材料等，这些材料需兼具高标准的防污性能和耐用性。其次，通过熔融挤出、纺丝等工艺，将原材料加工成渔网所需的纤维或纱线。在这一环节，需要对温度、压力等参数精确控制，以确保纤维或纱线的质量和性能达标 [39] 。

接下来，将纤维或纱线进行编织或编织成网，形成渔网的基本结构。在编织环节中，为确保渔网的均匀性和稳定性，需要采用专业的编织技术和专门的编织设备。为了提高渔网的防污性能，在编织过程中要根据预定标准加入防污剂或涂层，制备出的渔网表面形成一层防污层，能有效阻止海洋生物附着和生长。

在防污性渔网材料的研发过程中，渔网材料需要进行一系列的防污性能测试。一是对材料的耐腐蚀性进行测试，通过模拟海水环境，观察材料在不同时间段的腐蚀情况。二是进行生物附着性测试，将渔网材料置于含有海洋生物的环境中，观察其表面生物附着的数量和种类。三是对材料的机械性能进行测试，包括拉伸强度、撕裂强度等指标。测试防污性渔网材料在保持优异防污性能的同时，是否还具备较高的机械强度，是否能够满足渔业捕捞和养殖的需求等。

除了上述基本性能测试外，还需引入分析模型和引用行业内的权威研究。例如利用生物膜形成模型来预测材料在长时间使用后的防污性能变化。同时参考国内外关于防污性渔网材料的研究文献，对比分析不同材料的性能差异，进一步验证防污性渔网材料在性能上的优越性。在性能测试过程中，材料的环保性能测试必不可少。通过检测材料在生产和使用过程中可能产生的有害物质排放情况，确保防污性渔网材料在具备优异性能的同时，也符合环保要求。

制备防污性渔网材料的关键技术环节与难点主要集中在材料的选择、制造工艺的水平以及性能的稳定性等方面。材料的选择是制备防污性渔网的基础，需要综合考虑材料的防污性能、机械性能、耐候性等因素。如果某种高分子材料只具备良好的防污性能，但其机械性能较弱，也难以满足渔网的实际使用需求。因此选择材料需权衡各种因素，找到性能最优的平衡点。制造工艺的水平低下使得传统的渔网在制备过程中普遍出现生产效率低、能耗高等问题。提高防污性渔网的生产效率和质量，要引进新的制备工艺和技术。如通过引入自动化生产线和智能化控制系统，实现渔网的快速制备和实时的精准控制，提高生产效率的同时降低能耗。

性能稳定性的提升也是制备防污性渔网的重要难点。由于渔网在使用过程中需要长时间浸泡在水中，材料在不同状态下所表现的性能稳定性是一个重要的指标。提高渔网的性能稳定性，可以采用表面处理技术、添加剂等手段来改善材料的耐水性和耐腐蚀性。同时，通过提升制备工艺和参数，也可以提高渔网的性能稳定性和使用寿命。

防污性渔网材料在捕捞作业中的应用，不仅提升了渔业生产的效率，在保护海洋生态环境方面也发挥了重要作用。以浙江平阳南麂列岛渔村为例，引入防污性渔网材料后，渔民们发现渔获量明显增加，同时渔网的损耗率也大幅下降 [40] 。据统计，使用防污性渔网材料的渔民，其渔获量相比传统渔网提高了近20%，而渔网的更换频率也降低了近一半。这一显著成效得益于防污性渔网材料出色的耐磨损、抗腐蚀性能，有效延长了渔网的使用寿命，减少了因渔网破损导致的渔获损失。

防污性渔网材料可以有效减少海洋的生物污垢在渔网上的附着，从而降低了清理和维护的难度。这不仅减轻了渔民的劳动强度，也提高了捕捞作业的效率。防污性渔网材料的应用也有助于减少渔业活动对海洋生态系统的破坏，对保护海洋生物的多样性和生态平衡起到积极作用。业内专家指出，防污性渔网材料的研发和应用是渔业可持续发展的关键一环。随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，未来防污性渔网材料将在更多领域得到广泛应用。

在养殖领域，防污性渔网材料的应用日益广泛。瑞安市养殖户陈永国用新型防污性渔网建造围网围栏养殖大黄鱼，有效减少了养殖过程中的污染问题。该种渔网为中国水产科学研究院东海水产研究所石建高研究员等采用特种超高强度纤维绳网材料制备而成，具有强度高、韧性大、网片水下受阻力小、防污效果显著等特点。据统计，该种渔网投入使用后，养殖水体中的污染物含量降低了30%，显著提升了水质，为养殖生物提供了更加健康的生长环境 [40] 。同时，该材料还具有良好的耐用性和抗老化性能，使用寿命长达五年以上，大大降低了养殖成本 [41] 。

防污性渔网材料在养殖领域的应用不仅体现在减少污染上，还体现在提高养殖效率方面。具备良好防污性能和结构的渔网渔具，可以实现对养殖生物的精准控制，提高养殖密度和产量。有些防污性渔网材料还具有良好的透气性和透水性，有助于保持养殖水体的生态平衡，减少疾病的发生和传播 [42] 。养殖领域的专家们通过一系列实验和数据分析，对防污性渔网材料的性能进行了全面评估。他们发现，通过改进材料的制备工艺和配方，可以进一步提升其防污性能和耐用性。同时，专家们还提出了针对不同养殖环境和生物需求的定制化解决方案，为养殖业的可持续发展提供了有力支持。