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题名	新型防污表面材料的制备及其抗生物黏附性能的研究
作者	万菲
学位类别	工学博士
答辩日期	2013-06-01
授予单位	中国科学院大学
导师	周峰
关键词	生物污损 防污 污损释放 聚合物 仿生 Biofouling Antifouling Fouling-Release Polymer Biomimetic
学位专业	材料学
中文摘要	海洋生物污损所造成的经济损失非常巨大，对于大型船舶的危害尤为突出。目前防治或减少海洋生物污损的方法中，含铜或锡等成分的生物杀灭剂类防污涂层使用广泛，但会造成海洋环境的污染；含有机硅或氟化成分的污染物隔离涂层防生物污损效果虽好，但价格较高且应用范围较小。因此，对环境友好、经济耐用的海洋防污涂层的研究意义重大。本论文在充分调研文献的基础上，提出研制新型高效环保海洋防污界面材料的研究内容，并获得如下研究结果： 1.通过微纳米铸造的方法仿生制备了天然叶片的复制阴模和阳模。实验证明，三叶草叶片复制阴模和阳模的表面结构是抑制微藻黏附最有效的结构。三叶草叶片的复制阴模和阳模表面修饰了防污聚合物聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯(PSPMA)后，其防污效果更佳。小球藻和海生椭球藻的黏附实验证明，这种具有自清洁性能的微刺状结构和表面修饰的防污聚合物刷都可以有效地增强表面的防污和污损释放性能。自然界的自清洁表面可以成为制备具有防污和污损释放性能表面的有效模板，而在特殊结构表面上修饰具有防污性能的聚合物刷，也是另一个制备有效防污和污损释放性能表面的重要途径，是制备防污材料的新思路。 2.以长有高密度毛纤维的天然毛皮为模板，研究了微藻和孢子与此类仿生表面的相互作用。结果证明，高密度的毛纤维和表面修饰的防污聚合物刷的协同作用可以有效地抑制微藻和孢子的黏附。此种表面在动态人工海水中防污效果更佳。其中，密度较大、纤维较长的毛纤维表面能更有效地抑制微藻和孢子的黏附。在毛纤维表面上修饰了PSPMA聚合物刷以后，极大地提高了表面的防污和污损释放性能。 3.将齐墩果酸、除虫菊酯、自制的 PSPMA 和一种离子液体作为防污剂填充到天然獭兔毛皮表面毛纤维内部的中空结构中，并用明胶封端，制备出可以缓释防污剂的防污材料。微藻和孢子的黏附实验证明，填充了PSPMA 和离子液体的毛纤维表面具有明显的防污效果，其中填充了PSPMA 的毛纤维表面防污效果最佳。PSPMA是一种高效且环境友好的防污剂。 4.制备了三种含邻苯二酚黏附基团的共聚物。邻苯二酚基团作为锚固基团，通过一步浸泡法可以将共聚物修饰在不同基底表面，包括各种金属、氧化物和聚合物表面。多巴胺和甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐的共聚物可以给表面提供非常有效的防污性能。这种制备高效防污表面的方法非常简便，可以在实际中得到广泛的应用。
公开日期	2014-04-30
内容类型	学位论文
源URL	[http://210.77.64.217/handle/362003/5527]
专题	兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	万菲. 新型防污表面材料的制备及其抗生物黏附性能的研究[D]. 中国科学院大学. 2013.

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