海洋生物污染是一個全球性的問題，給海洋工程帶來了重大挑戰(zhàn)。MXene納米片和兩性離子聚合物是一種很有前景的海洋抗生物污染材料，備受關(guān)注。本文中，我們在MXene納米片表面自組裝聚多巴胺層(MXene-PDA)，然后通過邁克爾加成反應(yīng)將兩性離子聚合物(PEIS)引入PDA層，得到兩性離子聚合物功能化的MXene納米片(MXene-PEIS)。通過MXene納米片與兩性離子聚合物PEIS的協(xié)同抗污作用，MXene-PEIS表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗污性能(抗菌率提高了88%，微藻黏附密度降低了98%)。此外，將制備好的MXene-PEIS納米片與自拋光涂層共混，得到了納米復(fù)合防污涂層(MXene-PEIS/ SP)。結(jié)果表明，MXene-PEIS/SP涂層具有良好的防污性能，這是由于MXene、PEIS和自拋光涂層之間的協(xié)同作用。
圖1. MXene-PEIS納米片及MXene-PEIS/SP防污涂層制備工藝。
圖2. (a) MXene、MXene- pda和MXene- peis的XPS測量光譜;(b) MXene-PEIS N1s的擬合XPS光譜;(c) FT-IR光譜;(d) Zeta電位;(e) XRD圖案;(f) MXene、MXene- pda和MXene- peis的TG曲線。
圖3. (a) MXene、(b) MXene- pda和(c) MXene- peis的TEM圖像;(d) MXene-PEIS的高分辨率TEM圖像;(e) MXene-PEIS HAADF-STEM圖像;以及(f)鈦、(g)碳、(h)氮、(i)硫元素對應(yīng)的EDS圖。
圖4. 觀察各組瓊脂表面大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長情況。(a、e)控制;(b, f) MXene;(c, g) MXene-PDA;(d, h) MXene-PEIS。
圖5. PDMS薄膜粘附的杜氏藻和卟啉藻熒光顯微鏡圖像。
圖6(a) SP、MXene/SP和MXene- peis /SP對大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率;(b) SP、MXene/SP和MXene- peis /SP表面黏附的杜氏菌和卟啉的統(tǒng)計結(jié)果。
圖7(a) SP、MXene/SP、MXene- peis /SP在去離子水中的水解隨時間的變化;MXene-PEIS/SP在去離子水中水解前后的SEM圖像(b)和(c)。
相關(guān)科研成果由西北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院先進(jìn)潤滑與密封材料研究中心Qian Ye等，于2023年發(fā)表在Progress in Organic Coatings（https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2023.107727.）上。原文：Fabrication of zwitterionic polymer-functionalized MXene nanosheets for anti-bacterial and anti-biofouling applications。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
