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自清洁ZnO纳米涂层的设计、制备及其抗细菌粘附性能的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 14:04:41
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自清洁ZnO纳米涂层的设计、制备及其抗细菌粘附性能的研究【摘要】:“不良”细菌的黏附是生物医用材料、生化分析、生物化工、海洋船舶防污等研究和应用领域中都普遍涉及的一个主要问题。虽然

【摘要】:“不良”细菌的黏附是生物医用材料、生化分析、生物化工、海洋船舶防污等研究和应用领域中都普遍涉及的一个主要问题。虽然各种细菌黏附现象过程和机理极其复杂,迄今尚未完全被人们认知和理解,人们还是从已报道的研究中受到了一些启示。合理地设计和构建具有抗生物黏附特性的表面是减少和消除生物污染的重要途径。氧化锌是一种优良低毒的无机抗菌剂,其抗菌谱较广,对细菌无耐药性,在抗菌涂层中具有广阔的应用前景。本论文系统研究了影响纳米氧化锌涂层细菌粘附特性的多个因素,包括涂层的表面形貌、润湿性以及细菌的种类等,筛选得到具有显著降低细菌粘附性的氧化锌纳米涂层,并在此基础上制备了具有透明超疏水性和自清洁性能的氧化锌纳米涂层。本论文的主要工作如下:(1)通过溶剂热法制备了一系列不同形貌的氧化锌纳米涂层,包括零维纳米颗粒、一维纳米棒和三维花状形貌,并通过XRD和SEM对其进行表征,研究不同形貌的氧化锌涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的粘附性能。结果表明,不同表面形貌及表面粗糙度的结构对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的粘附都有明显影响,其中粗糙的纳米花状表面粘附的细菌数量最多,粗糙度较小的纳米颗粒状表面粘附的细菌数量最少。(2)用十六烷基三甲氧基硅烷对上述不同形貌的氧化锌涂层进行表面改性,得到具有两种不同润湿性的氧化锌涂层,对改性前后涂层的细菌粘附性能进行研究。结果表明,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在疏水表面粘附得比亲水表面更快,且金黄色葡萄球菌表现更为明显;而纳米颗粒状表面形貌的氧化锌涂层的亲、疏水表面对细菌粘附没有明显差别。(3)根据前期的实验结果,采用溶胶-凝胶法在玻璃基材上制备出ZnO纳米颗粒涂层,通过改变Zn2+初始浓度和表面活性剂CTAB含量来调控ZnO涂层的透明性和超疏水性。该透明超疏水氧化锌涂层对水滴的长时间冲击,沙粒撞击以及刮擦实验都具有较好的机械稳定性,能够保持其超疏水性和透明性。此外,该氧化锌涂层也具有自清洁、抗紫外和生物防污等性能,在自清洁的光学涂层方面具有广阔的应用前景。 【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ132.41;TB306


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