面對日益嚴峻的全球航運溫室氣體排放與海洋外來物種入侵問題，集美大學(xué)“維海立方”科創(chuàng)團隊針對船舶防污痛點，成功研發(fā)出一套“船舶智能化清理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)創(chuàng)新性地將耐磨自修復(fù)涂層、水下清理機器人與生物膜預(yù)測算法相融合，為航運業(yè)提供了一種高效、環(huán)保的新型維保服務(wù)體系。

船舶在營運航行中，船體極易附著牡蠣、藤壺等海洋污損生物。這不僅會大幅增加船舶的流體動力阻力，導(dǎo)致油耗顯著上升，還會隨著船舶的跨洋航行引發(fā)外來生物入侵風險。據(jù)行業(yè)研究表明，即使是早期的生物膜，也可能導(dǎo)致船舶燃油消耗增加多達20%。

為應(yīng)對這一生態(tài)危機，國際海事組織正加速推進環(huán)保法規(guī)的強制化進程。據(jù)悉，IMO即將于2029年正式落地一項具有法律約束力的全球船舶生物污損控制新框架。該法規(guī)將嚴格限制船舶靠港時的船身污染指數(shù)，一旦指數(shù)超過警戒值，船舶將被直接禁止靠港。目前，部分國家已開始實施類似法規(guī)，違法者不僅面臨巨額罰款，其營運資格也將受到嚴格限制。行業(yè)傳統(tǒng)的防污與清理模式亟待變革。

目前，行業(yè)主流的除污方式存在諸多局限：船舶進干船塢抽水清理成本高昂且耗時長；水下蛙人清洗不僅費用高，且伴隨極高的安全風險；而現(xiàn)有的主流水下清洗機器人往往采用強力水流或硬質(zhì)刷盤，極易破壞船體防污涂層，大幅縮短涂層的使用壽命。

“維海立方”團隊從海洋生物附著的底層發(fā)展邏輯中找到了破局的關(guān)鍵。海洋污損生物的附著是一個漸進過程：從有機物附著提供營養(yǎng)，到微生物菌群聚集形成生物膜，再往下發(fā)展才會生成難以去除的宏觀藻類和硬殼海洋生物。在生物膜階段，污損物是極易被無損去除的。

研究表明，由于船舶在航行狀態(tài)下海生物難以附著，生物膜的生成周期通常在2至3周，這恰好與一般遠洋船舶14至25天的航行靠港周期高度吻合。船舶靠港期，正是進行輕量化清理的黃金窗口。

基于這一規(guī)律，該項目設(shè)計了三位一體的協(xié)同解決方案：首先，研發(fā)出具有極高耐磨性且兼具自修復(fù)能力的新型底層涂層；其次，開發(fā)了能夠根據(jù)船舶所處海域環(huán)境精確預(yù)測生物膜形成周期的AI算法；最后，配套研發(fā)了專用于高效清理早期生物膜的水下柔性清理機器人。

團隊已研發(fā)相關(guān)技術(shù)3項，獲得相關(guān)發(fā)明專利5余項，發(fā)表國內(nèi)外權(quán)威期刊論文20余篇，打破了國外在海洋防污技術(shù)上的壟斷。近幾日，他們陸續(xù)收到了相關(guān)企業(yè)的反饋意見和意向訂單，與廈門雙瑞涂料有限公司等達成戰(zhàn)略合作，中海油常州涂料化工研究院有限公司簽訂了共建聯(lián)合實驗室協(xié)議書，與沈陽派爾化學(xué)有限公司簽訂了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上，準備以發(fā)起設(shè)立方式成立維海立方有限公司。

“維海立方”團隊的這一系統(tǒng)不僅有效避免了傳統(tǒng)清理方式對涂層的破壞，更前瞻性地為航運企業(yè)應(yīng)對未來的IMO嚴苛法規(guī)提供了兼顧經(jīng)濟效益與環(huán)保合規(guī)的中國智慧。