海洋生物污损导致海洋舰船航速降低、能耗增加，增大了船体腐蚀及维护成本，因而研究生物防污对海洋业有重要的现实意义和工程应用价值。本文以典型海洋底栖硅藻Navicula sp.为研究对象，着重研究了硅藻本身的生理结构、硅藻与壁面的趋近与初步附着、爬行特性以及基底表面性能与光照因素对硅藻深度附着的影响，在此基础上，研发了一种新型无污染的防污涂层—夜光粉复合涂层。基于对硅藻与壁面的趋近与初步附着的研究，发现硅藻具有周期性自主沉浮的能力，从而增大了靠近待附着表面的概率，修正了硅藻被动趋近壁面的传统观点。基于近程表面作用力的理论，计算了硅藻趋近壁面过程中各种近程力的作用范围。在更大范围内，硅藻本身的自主沉浮特性以及水流力的作用影响了硅藻与壁面的初步附着。基于对爬行硅藻的显微研究和分析，揭示了从硅壁纵沟处伸出的F-肌动蛋白是爬行的功能组织，爬行粘液则是实现爬行不可或缺的关键要素。通过动力学分析提出了全新的硅藻爬行模型，很好的解释了传统模型所不能解释的现象。通过仿真硅藻的爬行与附着过程，验证了爬行硅藻间存在群体感知；揭示了导致硅藻附着聚集性的主要原因是细胞间的感知、细胞的繁殖分裂以及细胞粘液的粘着力。研究了外界因素对硅藻深度附着的影响。基底特性研究表明：在各种表面性能参数中，只有表面能极性项与附着量形成显著的线性关系，表面能极性项越大，硅藻附着量越多；氢键和空间聚合力对硅藻的附着有着重要的影响。光照试验表明：光照可通过影响叶绿体的铺展形式通过与圆形结构的空间竞争抑制硅藻的附着；硅藻内生节律与外界光照条件共同决定其附着偏好，且后者对硅藻附着的影响更加显著；夜间提供光照时，随着光照强度增强硅藻的附着量先降低后增多；并且底部入射的光照即使光强很弱，也会对硅藻附着有明显的抑制。基于上述对硅藻附着机理的研究成果，研发了一种新型夜光粉复合涂层。试验证实：该涂层上的硅藻附着量和冲刷移除率分别为无涂层不锈钢表面的28%和4倍。海洋实测表明该涂层优于某国产无锡自抛光防污涂层。并且该涂层环境友好，无毒无污染，成本低廉，具有较好的应用前景。