大自然是人類最好的老師，人們發現許多海洋生物的表皮不易被海洋生物附着。
認為其防污性與其表面結構和生命活動有關，主要包括表面微結構、表層自脫落和分泌生物活性因子、粘液或水解酶等。
目前主要有兩個研究方向：一是通過模仿物體的表面結構，設計類似的表面材料，使其具有防污能力；
二是提取具有生物活性的物質，分析其防污特性，從實驗室優化結構，開發出新型環境友好型的防污劑。
生物表面微結構賦予它們特殊的表面性質，如鲨魚皮的減阻、蚊子複眼的防霧、荷葉的自清潔等。
是以，人們期望仿生微結構實作防污，研究人員通過雷射燒蝕、光刻蝕和模具澆注等手段在有機矽、聚碳酸酯、聚氯乙烯和聚酰亞胺等上刻蝕出微/納米的結構，研究了它們的防污效果。
例如，仿鲨魚皮制備了類似微結構的表面，并研究了微結構尺寸對石莼孢子的影響。
結果表明，當微結構間隙小于石莼孢子時，孢子在其表面的附着率低于在光滑表面，當間隙大于孢子體長時規律相反。
有學者認為污損生物的尺寸具有差異性，其粘附喜好不同，是以，在設計表面結構式時，不僅要考慮多級結構的影響，還要考慮微結構與表面化學的協同作用對污損生物的影響。
盡管仿生微結構表面防污具有無毒、環保友好的特征，防污損生物的效果也具有一定的前景。
但單一微結構的表面難以作為廣譜性的防污材料，因為污損生物種類多，并且在船體或其他大型海洋裝置表面塗覆或制備微結構化表面并不容易。
其成本較高，長效性也難保證從自然界尋找一些具有防污特性的化合物是一種可行的方法。
這些天然防污劑主要來源于海洋微生物、藻類植物陸生植物分泌的活性物質，這些活性物質來于自然，用于自然，對海洋生态無害，是環境友好的防污劑。
提取這些活性物質作為天然防污劑，來驅散污損生物或抑制污損生物生長。
例如，從紅藻laurenciasp中提取的含溴二萜、從軟珊瑚Sinulariasp中分離的環戊烯酮、來源于真菌Eurotiumsp的二氫異香豆素。
提取自陸生植物辣椒的辣椒素和從海草Zosteramarina分離出來的天然産品Zostericacid等，這些天然提取物都具有優異的防污潛力。
目前，國内國内已有課題組對辣椒素進行了深入研究，他們将可聚合的C=C結構引入到辣椒素中，将其與普通的丙烯酸酯類單體共聚，合成具有抗菌側鍊的自抛光聚合物。
結果發現，含有辣椒素結構的丙烯酸自抛光聚合物比純聚合物顯示出更好的抑制海藻性能，真實海洋環境測試也表明含有辣椒素結構的丙烯酸自抛光聚合物比純聚合物顯示出更好防污性能。
另外，從海草Zosteramarina分離出來的天然産品Zostericacid具有優異的抗細菌、藻類孢子和藤壺幼蟲的活性，并且ZA的毒性非常低EC50≈170~450 ppm。
有人提出，ZA可能是一種中間化合物，當存在環境壓力時，它會通過硫酸酯酶酶促轉化為Cinnamicacid。
有學者指出，與ZA和Cinnamicacid相比，對羟基肉桂酸（CA）提供了更有效的細菌生長抑制作用，成為開發新抗菌化合物的有趣支架。
此外，含有肉桂酸支架的化合物可能不會殺死微生物，而是阻斷它們的附着位點，防止生物膜的形成。
肉桂酸支架功能化的天然橡膠聚合物表現出良好的抗菌和防污釋放性能。
是以，将一些具有抗菌活性的單元結構共價在聚合物中有利于提高塗層自身的防污性能。
另外，為進一步發揮天然防污劑的殺滅或驅趕作用，必須搭配高性能的基體樹脂使用。
保證天然防污劑在海水中的穩定、可控釋放是實作長效防污效果的關鍵。
活性物質在植物體内的含量很低，而且提取、純化步驟繁瑣，大規模制備的成本非常高。
通過化學合成制備出具有類似或優于天然活性物結構的防污劑，或者在高分子鍊中合成具有類似抗菌結構的聚合物是更為高效、更适合應用的方法。
另外，酶廣泛存在于自然界中，許多海洋生物附着在浸沒的表面時會分泌生物膠（其本質是蛋白質），而自然界中的許多生物酶可降解蛋白。
基于此思路，研究人員将生物酶添加到防污塗料中，或将其接枝到聚合物中，利用蛋白酶和糖基化酶來分解蛋白質和多糖基的生物膠。
在不鏽鋼表面上修飾抗菌肽（M2-DA），發現修飾後表面形态和潤濕性發生了顯着變化。
此外，研究人員還發現生物酶可抑制苔藓蟲幼蟲、石莼孢子和藤壺幼蟲附着。
目前，大部分生物酶是蛋白質，具有無毒、生态友好等特點，是其他防污劑的替代品。
然而生物酶防污塗料的有效使用還需要解決以下問題：一是酶在使用過程中需要保持活性；
二是酶的存在不能影響塗料的其他性能；三是作為防污劑使用的酶應該具備廣譜的防污性能；
四是酶應該具有長期的活性和穩定性。目前，酶防污大部分是理論研究，防污性能僅是短期測試，它是否具有長效性和廣譜性有待驗證。
