本文關(guān)鍵詞：自清潔ZnO納米涂層的設(shè)計(jì)、制備及其抗細(xì)菌粘附性能的研究

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【摘要】：“不良”細(xì)菌的黏附是生物醫(yī)用材料、生化分析、生物化工、海洋船舶防污等研究和應(yīng)用領(lǐng)域中都普遍涉及的一個(gè)主要問題。雖然各種細(xì)菌黏附現(xiàn)象過程和機(jī)理極其復(fù)雜,迄今尚未完全被人們認(rèn)知和理解,人們還是從已報(bào)道的研究中受到了一些啟示。合理地設(shè)計(jì)和構(gòu)建具有抗生物黏附特性的表面是減少和消除生物污染的重要途徑。氧化鋅是一種優(yōu)良低毒的無機(jī)抗菌劑,其抗菌譜較廣,對(duì)細(xì)菌無耐藥性,在抗菌涂層中具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文系統(tǒng)研究了影響納米氧化鋅涂層細(xì)菌粘附特性的多個(gè)因素,包括涂層的表面形貌、潤濕性以及細(xì)菌的種類等,篩選得到具有顯著降低細(xì)菌粘附性的氧化鋅納米涂層,并在此基礎(chǔ)上制備了具有透明超疏水性和自清潔性能的氧化鋅納米涂層。本論文的主要工作如下:(1)通過溶劑熱法制備了一系列不同形貌的氧化鋅納米涂層,包括零維納米顆粒、一維納米棒和三維花狀形貌,并通過XRD和SEM對(duì)其進(jìn)行表征,研究不同形貌的氧化鋅涂層對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的粘附性能。結(jié)果表明,不同表面形貌及表面粗糙度的結(jié)構(gòu)對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的粘附都有明顯影響,其中粗糙的納米花狀表面粘附的細(xì)菌數(shù)量最多,粗糙度較小的納米顆粒狀表面粘附的細(xì)菌數(shù)量最少。(2)用十六烷基三甲氧基硅烷對(duì)上述不同形貌的氧化鋅涂層進(jìn)行表面改性,得到具有兩種不同潤濕性的氧化鋅涂層,對(duì)改性前后涂層的細(xì)菌粘附性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明,金黃色葡萄球菌和大腸桿菌在疏水表面粘附得比親水表面更快,且金黃色葡萄球菌表現(xiàn)更為明顯;而納米顆粒狀表面形貌的氧化鋅涂層的親、疏水表面對(duì)細(xì)菌粘附?jīng)]有明顯差別。(3)根據(jù)前期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用溶膠-凝膠法在玻璃基材上制備出ZnO納米顆粒涂層,通過改變Zn2+初始濃度和表面活性劑CTAB含量來調(diào)控ZnO涂層的透明性和超疏水性。該透明超疏水氧化鋅涂層對(duì)水滴的長時(shí)間沖擊,沙粒撞擊以及刮擦實(shí)驗(yàn)都具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性,能夠保持其超疏水性和透明性。此外,該氧化鋅涂層也具有自清潔、抗紫外和生物防污等性能,在自清潔的光學(xué)涂層方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ132.41;TB306

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