国产精品a级,久久精品二区亚洲w码,久久伊人国产

大連理工大學劉新教授團隊 CEJ：受藍環章魚啟發的具有物化雙效抗污性能的滑移涂層

2023-11-22 來源：高分子科技

海洋工程裝備是海洋強國戰略的重要發展對象之一，但裝備表面深受海洋生物污損的嚴重困擾。為了有效降低生物污損的影響，涂層防護法是解決該問題最快捷、最高效的方式之一。值得注意的是，近年來受生物啟發的超滑移表面在防污防腐和自清潔領域具有廣闊的應用前景。盡管超滑移表面在動態防污性能方面表現良好，但在靜態防污性能方面仍存在不足，制約了其進一步的推廣與應用。

近期，大連理工大學高性能精密成型與模具研究所劉新教授團隊觀察到藍環章魚可以依靠“抓不住”和“靠不近”的秘訣來逃避捕食者的抓捕，即，光滑表皮的物理防護以及釋放毒液的化學趨避。受此防御行為啟發，該課題組制備了一種具有物化雙效抗污性能的滑移涂層（示意圖如圖1）。滑移低表面能體系由天然低表面能材料-硅氧烷提供，抗菌劑為辣椒堿，其通過氫鍵與硅氧烷進行緊密的網絡連接。在生物污損初期，細菌分泌的大量弱酸性胞外聚合物會引發局部表面呈弱酸性，加速了涂層中辣椒堿的分泌，進一步提高滑移表面的抗污性能；另外，辣椒堿在涂層內的分布以及擴散速率也通過實驗與仿真模擬進行了雙向驗證（圖2）。相比于金屬表面以及低表面能涂層PDMS表面，該涂層具有更優異的自清潔（圖3）、蛋白粘附、抗菌粘附和抗藻粘附性能（圖4）。此外，在海洋生物繁殖旺盛的夏季，將該涂層置于海中懸掛65天后（圖5），未觀察到明顯污損粘附，表明該涂層具有良好的防污能力。同時，對涂層的抗粘附性能進行了理論計算與實驗驗證。綜上，該涂層在海洋防污領域具有良好的應用前景。相關內容以“Blue-ringed Octopus inspired Slippery Coating with Physico-chemical Synergistic Antifouling Properties”為題發表在《Chemical Engineering Journal》。文章第一作者是大連理工大學博士周瑜陽，導師為劉新教授。

圖 1. 受藍環章魚啟發的抗污滑移涂層以及其應用示意圖

圖 2. 辣椒堿的分布表征。(a)原始滑移涂層的EDS圖譜；(b)泡水7天后的滑移涂層表面 EDS圖譜；(c)泡水并加熱后的滑移涂層表面的EDS圖譜。(d)不同處理后的滑移涂層的FITR光譜。(e)辣椒堿的浸出測試。(f) pH=5、7 和 9 時實驗測試和仿真模擬的辣椒素浸出率。(g)不同分子的化合物結構和結合能。(h) 辣椒堿在不同 pH 值體系中的分布示意圖。

圖 3. 自清潔實驗

圖 4. 抗粘附實驗

圖 5. 實海掛片實驗

綜上，本研究基于藍環章魚“抓不住”和“靠不近”的防御行為制備了含有環保抗菌劑的滑移抗污涂層。該涂層通過滑表面和抗菌劑物化協同作用高效抗污，同時具有弱酸響應，辣椒堿分泌加速，提高抗污性能。在生物繁殖旺季65天內，該涂層顯示了高效的抗污能力，在防污領域具有一定的應用前景。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.147177

版權與免責聲明：中國聚合物網原創文章。刊物或媒體如需轉載，請聯系郵箱：info@polymer.cn，并請注明出處。

（責任編輯：xu）

【大中小】【打印】【關閉】

誠邀關注高分子科技

更多>>最新資訊

更多>>科教新聞

国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

誠邀關注高分子科技