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    【科學網】新型防污涂層對細菌、海藻抑制率均達99%
    作者:,日期:2022-04-20

    《先進材料界面》封底。嚴明龍提供

      針對海洋環境中的生物污損問題,中科院寧波材料技術與工程研究所海洋實驗室苛刻環境材料耦合損傷與延壽團隊,著力開展了海洋防污附著機理與防治的前瞻研究,提出了基于多元協同增效防污和綠色防污的材料設計思路,開發了一套可降解聚席夫堿金屬絡合物基多元協同防污材料體系。

      相關成果《用于潛在抗生物污損的交聯、自愈和完全可降解的聚席夫堿金屬絡合物材料》,近期以封底文章發表在《先進材料界面》(Advanced Materials Interfaces)期刊 。

      細菌、海藻、藤壺和貽貝等生物在材料界面處的粘附、生長和繁殖是海洋環境普遍存在的自然現象,但從技術、生命健康或經濟的角度來看,生物粘附在材料表面上并造成不良后果的現象稱為生物污損,如增大航行阻力、增加油耗等。

      海洋生物污損會對海洋工程裝備和設施的壽命和服役性能帶來巨大的負面影響,是制約海洋開發水平的主要因素之一。另一方面,防污涂層技術由于其適用范圍廣、性價比高等優勢已成為目前的主流防污方法,也是防污技術的核心發展方向。

      防除生物附著污損成為公認的難題和研究熱點,目前主要存在毒殺污損生物、污損阻抗、污損脫附、界面自更新、仿生微結構防污等5種防污機制,絕大部分防污材料幾乎全部是基于單一防污機制或二元協同防污機制開發,難以有效應對復雜的海洋污損環境。同時,許多防污材料難以適應廣譜高效、環境友好的防污趨勢。

      寧波材料所研究人員開發的聚席夫堿金屬絡合物材料,不僅具有良好可控的力學和自愈性能,而且在室溫下具有出色的可控降解性能。材料浸入水介質中7天后,表現出穩定的降解速率,并可以通過調整金屬離子的種類和金屬配位鍵的數量來調控降解速率。

      相比于對照組,在測試期內該材料表面難以觀察到粘附的細菌和海藻的存在,對于細菌和海藻的抑制率均可達99%以上,而且通過添加少量具有抗菌防污能力的銅、銀等金屬離子(添加量小于3%,遠小于傳統防污材料中防污劑的添加量),可協同增強材料的防污能力,抗菌率和抗藻率達到99.9%以上。

      對這一成果,《先進材料界面》審稿人指出:作者通過巧妙的設計方法,結合可逆化學鍵、微晶和化學交聯機制,構建了一種交聯但自愈合且完全可降解的聚席夫堿金屬絡合物材料,并試圖揭示這些獨特性質的機制,這項工作很有價值。

      論文第一作者、寧波材料所博士后嚴明龍對《中國科學報》表示,新型涂層目前在實驗室階段效果良好,但還沒有在海洋環境經受“歷練”,這是該工作下一步要進行的方向,研究團隊還希望在后續研究中持續深入攻關,使這一材料體系更加完整、豐富,能夠適配更多服役環境。

      相關論文信息:https://doi.org/10.1002/admi.202101920

      中國科學報記者 張楠

     

     ?。ㄔ陌l布于2022年4月17日科學網)

      【原文鏈接】https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/477422.shtm

     

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