海洋防污是一个具有挑战性的课题。近年的研究表明,动态表面（即不断发生物理变化或化学反应的表面）具有持续的抗海洋生物污损的能力。然而,对于其分子水平的抗污机理目前仍不清楚。在本论文中,我们制备了可发生物理变化的两种动态表面,通过改变表面软硬度和润湿性调控表面的物理形变。利用本团队自主搭建的数字全息显微镜（Digital Holographic Microscopy,DHM）,我们研究了大肠杆菌（Escherichia coli）、海洋菌铜绿（Pseudonomas.sp nov 776）以及铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa,PAO1）在这些表面上的粘附及附着前的三维运动行为,结合RNA测序实验,在分子水平上揭示了这类动态表面的防污机理。本论文的主要内容如下:（1）制备不同软硬度的聚二甲基硅氧烷（PDMS）动态表面,利用DHM实时观测大肠杆菌和海洋菌铜绿在该表面的三维运动行为和粘附情况。我们发现对于两种细菌而言,PDMS表面越软,其粘附数量越低。这是因为软表面的“动态”程度更高,即物理变形频率更快,细菌不容易在表面着陆、生长和繁殖。另一方面,细菌在较软表面附近发生“翻滚”（tumble）、“轻敲”（flick）等特征运动的频率增大,表明细菌对表面软硬度具有主动性响应,这进一步减少了细菌在表面的着陆。与去除主动响应行为的E.coli变种（HCB1414）进行对比,我们发现主动响应行为对E.coli粘附的贡献约为60%。RNA转录组测序结果表明,较软表面附近E.coli中的Cph2和Csr A基因显著下调,而Gcv A基因显著上调,证实细菌的主动性响应可促进自身的运动活性,进而避免在表面粘附。（2）以PDMS为基底、正构烷烃为润滑液构筑超滑动态表面,利用DHM实时观测铜绿假单胞菌在该表面的三维运动行为和粘附情况。我们发现,超滑表面能够有效防止细菌的粘附。随着表面滑动角降低,细菌的粘附数量出现显著降低。这是因为呈被动扩散与主动运动状态的细菌数量之比(N_sub/N_active)随着表面滑动角的降低而减少,即细菌由主动运动过渡到被动扩散状态的趋势降低,从而减少了其在更润滑表面上的粘附。此外,细菌在表面附近做转圈运动（circular motion）的比例随着表面滑动角降低而增大,说明超滑表面改变了细菌的运动模式。通过DHM对细菌的三维实时追踪,尤其是对垂直于表面方向细菌特征行为的监测,我们研究了细菌在两类动态表面上的三维运动行为。我们的研究清楚地表明,动态表面物理变化能够诱发细菌的主动响应,使细菌在近界面运动模式发生显著变化,从而影响其粘附。这些结果为防污材料的设计提供了新的思路。