大自然是人类最好的老师，人们发现许多海洋生物的表皮不易被海洋生物附着。
认为其防污性与其表面结构和生命活动有关，主要包括表面微结构、表层自脱落和分泌生物活性因子、粘液或水解酶等。
目前主要有两个研究方向：一是通过模仿物体的表面结构，设计类似的表面材料，使其具有防污能力；
二是提取具有生物活性的物质，分析其防污特性，从实验室优化结构，开发出新型环境友好型的防污剂。
生物表面微结构赋予它们特殊的表面性质，如鲨鱼皮的减阻、蚊子复眼的防雾、荷叶的自清洁等。
因此，人们期望仿生微结构实现防污，研究人员通过激光烧蚀、光刻蚀和模具浇注等手段在有机硅、聚碳酸酯、聚氯乙烯和聚酰亚胺等上刻蚀出微/纳米的结构，研究了它们的防污效果。
例如，仿鲨鱼皮制备了类似微结构的表面，并研究了微结构尺寸对石莼孢子的影响。
结果表明，当微结构间隙小于石莼孢子时，孢子在其表面的附着率低于在光滑表面，当间隙大于孢子体长时规律相反。
有学者认为污损生物的尺寸具有差异性，其粘附喜好不同，因此，在设计表面结构式时，不仅要考虑多级结构的影响，还要考虑微结构与表面化学的协同作用对污损生物的影响。
尽管仿生微结构表面防污具有无毒、环保友好的特征，防污损生物的效果也具有一定的前景。
但单一微结构的表面难以作为广谱性的防污材料，因为污损生物种类多，并且在船体或其他大型海洋设备表面涂覆或制备微结构化表面并不容易。
其成本较高，长效性也难保证从自然界寻找一些具有防污特性的化合物是一种可行的方法。
这些天然防污剂主要来源于海洋微生物、藻类植物陆生植物分泌的活性物质，这些活性物质来于自然，用于自然，对海洋生态无害，是环境友好的防污剂。
提取这些活性物质作为天然防污剂，来驱散污损生物或抑制污损生物生长。
例如，从红藻laurenciasp中提取的含溴二萜、从软珊瑚Sinulariasp中分离的环戊烯酮、来源于真菌Eurotiumsp的二氢异香豆素。
提取自陆生植物辣椒的辣椒素和从海草Zosteramarina分离出来的天然产品Zostericacid等，这些天然提取物都具有优异的防污潜力。
目前，国内国内已有课题组对辣椒素进行了深入研究，他们将可聚合的C=C结构引入到辣椒素中，将其与普通的丙烯酸酯类单体共聚，合成具有抗菌侧链的自抛光聚合物。
结果发现，含有辣椒素结构的丙烯酸自抛光聚合物比纯聚合物显示出更好的抑制海藻性能，真实海洋环境测试也表明含有辣椒素结构的丙烯酸自抛光聚合物比纯聚合物显示出更好防污性能。
另外，从海草Zosteramarina分离出来的天然产品Zostericacid具有优异的抗细菌、藻类孢子和藤壶幼虫的活性，并且ZA的毒性非常低EC50≈170~450 ppm。
有人提出，ZA可能是一种中间化合物，当存在环境压力时，它会通过硫酸酯酶酶促转化为Cinnamicacid。
有学者指出，与ZA和Cinnamicacid相比，对羟基肉桂酸（CA）提供了更有效的细菌生长抑制作用，成为开发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会杀死微生物，而是阻断它们的附着位点，防止生物膜的形成。
肉桂酸支架功能化的天然橡胶聚合物表现出良好的抗菌和防污释放性能。
因此，将一些具有抗菌活性的单元结构共价在聚合物中有利于提高涂层自身的防污性能。
另外，为进一步发挥天然防污剂的杀灭或驱赶作用，必须搭配高性能的基体树脂使用。
保证天然防污剂在海水中的稳定、可控释放是实现长效防污效果的关键。
活性物质在植物体内的含量很低，而且提取、纯化步骤繁琐，大规模制备的成本非常高。
通过化学合成制备出具有类似或优于天然活性物结构的防污剂，或者在高分子链中合成具有类似抗菌结构的聚合物是更为高效、更适合应用的方法。
另外，酶广泛存在于自然界中，许多海洋生物附着在浸没的表面时会分泌生物胶（其本质是蛋白质），而自然界中的许多生物酶可降解蛋白。
基于此思路，研究人员将生物酶添加到防污涂料中，或将其接枝到聚合物中，利用蛋白酶和糖基化酶来分解蛋白质和多糖基的生物胶。
在不锈钢表面上修饰抗菌肽（M2-DA），发现修饰后表面形态和润湿性发生了显着变化。
此外，研究人员还发现生物酶可抑制苔藓虫幼虫、石莼孢子和藤壶幼虫附着。
目前，大部分生物酶是蛋白质，具有无毒、生态友好等特点，是其他防污剂的替代品。
然而生物酶防污涂料的有效使用还需要解决以下问题：一是酶在使用过程中需要保持活性；
二是酶的存在不能影响涂料的其他性能；三是作为防污剂使用的酶应该具备广谱的防污性能；
四是酶应该具有长期的活性和稳定性。目前，酶防污大部分是理论研究，防污性能仅是短期测试，它是否具有长效性和广谱性有待验证。
