仿生结构化超疏水表面的构筑与抗菌应用

《仿生结构化超疏水表面的构筑与抗菌应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TB17单位代码：10183研究生学号：2015451020密级：公开吉林大学博士学位论文仿生结构化超疏水表面的构筑与抗菌应用ConstructionoftheBionic-structuredSuperhydrophobicSurfaceandAntimicrobialApplication作者姓名：李淑一专业：仿生科学与工程研究方向：机械仿生科学与工程指导教师：刘燕教授培养单位：生物与农业工程学院2018年6月————————————————————————————————仿生结构化超疏水表面的构筑与抗菌应用———————————————————————————

2、———ConstructionoftheBionic-structuredSuperhydrophobicSurfaceandAntimicrobialApplication———————————————————————————作者姓名：李淑一专业名称：仿生科学与工程研究方向：机械仿生科学与工程指导教师：刘燕教授学位类别：工学博士培养单位：生物与农业工程学院论文答辩日期：2018年6月5日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席殷敬华研究员中科院长春应化所委员刘喜明教授长春工业大学韩志武教授吉林大学刘镇宁教授吉林大学梁云虹教授吉林大学未经本论文作者的书面授权

3、，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文

4、数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：仿生科学与工程论文题目：仿生结构化超疏水表面的构筑与抗菌应用作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：作者电子邮箱：作者联系电话：摘要摘要材料表面的生物黏附与聚集现象给人类的实际生活、生产带来了极

5、大的危害，对医疗、食品、航运等行业造成了极大的影响。材料表面的润湿性、电荷、表面能、结构形貌等均会影响材料和生物体间的作用过程，而且，这些因素间并不是互相独立的，而是会相互影响，共同决定着材料表面的生物黏附行为。从研究思路、方法和结果的角度来讲，表面仿生无疑是有效、优异的解决策略。自然界的动植物经过数亿年的进化，如今已拥有近乎完美的结构与优异的性能，实现结构、材料与功能三者间的协调、统一。“莲出淤泥而不染”，鱼儿在石油污染的海域依然能保持自身清洁，这些神奇的自然现象也证实了具有特殊浸润性的材料表面能够实现抗生物黏附的效果。因此，从仿生学的角度出发来制备抗黏附表面，以自然界中

6、生物的特殊表面微/纳结构、化学组成和特异化学结构为模板，为解决生物黏附提供了新思路。本文从耦合仿生的角度出发，通过对典型润湿性植物叶面进行系统的研究分析，建立仿生数学模型，揭示典型植物叶表面界面润湿行为机理及动态行为规律，提出结构、形态、成分多因素耦合机制。选取荷叶、玫瑰花瓣与金盏菊花瓣这三种典型超疏水植物进行研究，通过表面微观结构的观察与润湿性测试来展开分析。结果显示：其表面超疏水功能由结构、形态、材料多因素耦合作用实现；表面微观结构均呈现出微纳/微微双级或多级结构；表面形态多为凸包形态，表面具有蜡质层。同时，建立仿生表面多级结构设计准则，为仿生模型的建立及表面设计提供理

7、论基础。本文基于生物学基础研究，选择应用领域极为广泛的不锈钢为基体材料，制备具有仿生多功能超疏水表面：（1）激光加工结合化学修饰法在不锈钢基板上进行仿生超疏水抗菌表面的制备。受生物特殊的微/纳米结构和海洋贻贝生物黏附的启发，通过激光干涉图案化处理和原位接枝聚合反应，将低表面能化学组分成功锚定到图案化的不锈钢基底上，从而获得具有自清洁性能的超疏水表面。通过一系列的细菌实验，包括琼脂平板法、荧光显微镜观察及牛奶浸泡测试，证实所制备的仿生超疏水表面具I吉林大学博士学位论文有一定的抗菌特性。此外，相关实验也表明所制备的样品