不同亲疏水性聚合物刷的生物防污性能

作     者：李胜飞 夏一夫 张涛 LI Shengfei;XIA Yifu;ZHANG Tao

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室宁波315201 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2024年第37卷第6期

页      面：391-400页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(52003279,52005491) 浙江省重点研发计划项目(2023C01089) 浙江省领军型创新创业团队(2021R01005) 

主　　题：聚合物刷 生物防污 表面引发零价铜介导的可控自由基聚合(SI-Cu^(0)CRP) 耗散型石英晶体微天平(QCM-D) 侧链长度 水合界面 空气层 

摘      要：聚合物刷是指大分子链通过物理作用力或共价键牢固地束缚在基材上,并具有可定义功能化的刷状结构,多用于表面防污改性。然而,系统地对不同链长和官能团类型的聚合物刷在防污能力方面的评价工作依然较少。通过表面引发零价铜介导的可控自由基聚合(SI-Cu^(0)CRP)制备一系列不同侧链结构的甲基丙烯酸酯类聚合物刷(如亲水性的寡聚乙二醇类、烷基类和疏水性的含氟类),并利用红外光谱(IR)和接触角(CA)表征其结构和表面性质。此外,使用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)原位监测聚合物刷界面的蛋白质粘附,并通过荧光蛋白浸泡试验模拟蛋白质的非特异性吸附。结果表明:聚合物刷的侧链长度决定了其界面的水合能力,如聚(寡聚乙二醇)甲醚甲基丙烯酸酯-n20(pOEGMA-n20)的CA仅为39.6°±0.5°;长侧链结构的亲水性聚合物刷更易形成水合界面,抗蛋白吸附能力远高于疏水性聚合物刷界面(低至1.7ng/cm^(2));多氟长链结构的疏水性界面可以在动态流速下构建出一个空气层,通过减少蛋白质与材料表面的接触而展现出一定的防污能力。研究结果系统分析了聚合物刷侧链长度和官能团对其界面防污性能的影响,为聚合物刷改性的防污涂层提供参考依据。