本发明公开了一种聚多巴胺涂层包覆的微纳米粒子抗冻剂，包括作为刚性内核的微纳米粒子，在所述微纳米粒子表面包覆一层厚度可调的聚多巴胺涂层，形成在低粒子浓度下有效抑制冰晶的生长与重结晶的抗冻剂，抑制冰晶平均尺寸小于20μm，聚多巴胺涂层是由多巴胺溶液在碱性和氧气的条件下发生非共价键自组装和共价聚合并沉积在微纳米表面的一层聚合物薄膜。本发明提供了一种通用的低温抗冻剂的合成方法，即以微纳米材料作为内核，在其表面沉积一层含大量羟基的PDA涂层，该微纳米材料可以自由探索冰面以形成大量的氢键，使得微纳米粒子牢固的吸附在冰晶表面以达到高效的抗冻活性。