四足形氧化锌

细菌和其他微生物附着在自然和人工表面，导致生物膜的发育，进而引起医院感染。因此，开发能够阻止病原微生物初始粘附的新材料是一个重要的研究领域。本工作以聚硫聚氨酯( PTU )为基体，以球形( s-ZnO )或四足形( t-ZnO )为填料，开发了新型聚合物/颗粒复合材料，并对其力学、化学和表面性能进行了表征。为了评价其作为防污表面的潜力，利用原子力显微镜( AFM )研究了金黄色葡萄球菌和光滑假丝酵母两种不同病原微生物的黏附情况，结果表明，与模型表面聚二甲基硅氧烷( PDMS )相比，金黄色葡萄球菌和光滑假丝酵母对PTU和PTU / ZnO的黏附均有所下降，进一步发现s-ZnO和t-ZnO填料的加入量对金黄色葡萄球菌的黏附有直接影响，随着ZnO颗粒加入量的增加，细胞的黏附降低。对于两种微生物，添加5 wt . % t - ZnO颗粒的复合材料具有最大的抗污染能力，显著降低了细胞的粘附能力。总的来说，这两种病原体对本研究所使用的新开发的纳米材料的粘附能力都有所降低，显示了它们在生物医学方面的应用潜力。

本研究采用一种多功能、工业适用的聚合物共混工艺，成功制备了四脚状微纳米ZnO颗粒( t-ZnO )增强的聚二甲基硅氧烷( PDMS ) /聚硫脲( PTU )复合材料。在这种复合材料的表面，PDMS以微畴的形式分布在PTU基体中。该复合材料不仅继承了源于PTU的良好力学性能，而且由于表面有PDMS的存在，具有良好的污垢释放( FR )性能。说明PDMS畴在聚合物/空气界面的优先偏析可归因于PDMS和PTU表面自由能的差异。PTU /空气界面处的PDMS微畴显著降低了复合材料上的藤壶附着强度。复合材料上的假藤壶和天然藤壶粘接强度均约为0.1 MPa，与纯PDMS上的类似。参考表面AlMg3和PTU上的伪棒状结合力分别达到约4和6 MPa。在未破壳的情况下，AlMg3和PTU表面不能完整地去除自然藤壶，说明藤壶的附着强度高于藤壶的机械强度(约0.4 MPa )。在海水中浸泡12个月并去除藤壶后，PDMS微域保持完整性。没有发现表面恶化。总之，该复合材料作为一种长期稳定的FR涂层在海洋应用中显示出极好的潜力。