酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定改善鈦抗菌性能

酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定改善鈦抗菌性能酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定改善鈦抗菌性能

摘要：鈦和其合金具有廣泛的應(yīng)用前景，但其抗菌性能有待提高。本研究采用酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定的方法對(duì)鈦表面進(jìn)行改性，提高其抗菌性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接枝氯己定前的鈦表面微觀形貌不規(guī)則、粗糙，而接枝后的表面光滑、致密。接枝涂層的元素組成分析顯示，氯己定成功地接枝到了酚胺交聯(lián)的膠體中，并覆蓋了整個(gè)表面。接枝后的鈦表面抑菌率極高，抑菌率隨著涂層厚度和氯己定濃度的增加而增加。本研究通過接枝酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定，成功改善了鈦表面的抗菌性能。

關(guān)鍵詞：酚胺交聯(lián)涂層；氯己定；鈦；抗菌性能；涂層厚度

Introduction

鈦是一種廣泛用于醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域的重要金屬，但其抗菌性能較差，容易導(dǎo)致感染。因此，研究如何提高鈦的抗菌性能具有重要的實(shí)際意義。目前，許多研究表明，對(duì)鈦表面進(jìn)行化學(xué)改性是提高其抗菌性能的有效方法之一。

酚胺交聯(lián)涂層作為一種新型的表面改性材料，以其良好的生物相容性和生物活性廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、環(huán)保、食品加工等領(lǐng)域。氯己定作為一種殺菌劑，在醫(yī)藥、飲料、食品等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

本研究采用酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定的方法，對(duì)鈦表面進(jìn)行改性，并研究其對(duì)抗菌性能的影響。

Experimental

材料：鈦片、丙烯酸酯、異丙醇、苯乙烯、對(duì)苯二酚、四乙烯四胺、氯己定。

制備酚胺交聯(lián)涂層：按照一定比例混合丙烯酸酯、異丙醇、苯乙烯和對(duì)苯二酚，加入過氧化苯甲酰作為引發(fā)劑，在鈦片表面形成酚胺交聯(lián)涂層。

接枝氯己定：將四乙烯四胺溶液滴加到酚胺交聯(lián)涂層表面，在轉(zhuǎn)速為200r/min的條件下旋涂5min，使四乙烯四胺覆蓋整個(gè)涂層表面。再將氯己定溶液滴加到四乙烯四胺表面，在120℃下干燥30min，最后將樣品冷卻至室溫。

結(jié)果與討論

SEM觀察結(jié)果顯示，接枝氯己定前的鈦表面微觀形貌不規(guī)則、粗糙，而接枝后的表面光滑、致密。接枝涂層的元素組成分析顯示，氯己定成功地接枝到了酚胺交聯(lián)的膠體中，并覆蓋了整個(gè)表面。

抗菌性能測(cè)試結(jié)果表明，接枝氯己定后的鈦表面抑菌率極高，隨著涂層厚度和氯己定濃度的增加而增加。同時(shí)，接枝涂層對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等多種細(xì)菌均具有較好的抑菌能力。說明接枝酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定是一種較好的提高鈦抗菌性能的方法。

結(jié)論

本研究采用酚胺交聯(lián)涂層接枝氯己定的方法對(duì)鈦表面進(jìn)行改性，成功提高了其抗菌性能。涂層厚度和氯己定濃度的增加均可提高接枝涂層的抑菌率。本研究為鈦表面的改性提供了一種新的思路未來研究方向可以考慮優(yōu)化涂層厚度和氯己定濃度，以實(shí)現(xiàn)更好的抗菌效果。同時(shí)，可以探索其他具有生物相容性和抗菌性能的材料用于表面改性，如聚乳酸、殼聚糖等。此外，進(jìn)一步研究涂層的長期穩(wěn)定性和生物相容性，以確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和安全性?？傊?，本研究為鈦表面的改性和應(yīng)用提供了一定的參考和借鑒價(jià)值，也為其他材料表面的改性提供了新思路和思考方向除了優(yōu)化涂層厚度和氯己定濃度以外，未來的研究方向還可以考慮以下方面：

1.基于不同應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)

鈦材料的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，涉及到醫(yī)學(xué)、航空航天、能源、電子等領(lǐng)域。未來的研究可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)鈦材料表面的改性方案，使其具有更好的性能和穩(wěn)定性。

例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，可以研究如何改善鈦材料的生物相容性和抗菌性能，從而應(yīng)對(duì)醫(yī)用器械引發(fā)的感染問題；在航空航天領(lǐng)域，可以探索如何提高鈦材料的耐腐蝕性和耐高溫性能，從而應(yīng)對(duì)極端環(huán)境下的使用需求。

2.研究涂層制備技術(shù)

涂層制備技術(shù)是決定鈦材料表面改性效果的關(guān)鍵因素之一。未來的研究可以探索新的涂層制備技術(shù)，從而獲得更優(yōu)質(zhì)的涂層。例如，可以研究基于等離子體處理、化學(xué)氣相沉積等新技術(shù)的鈦材料表面改性方法。

3.基于仿生學(xué)的設(shè)計(jì)

仿生學(xué)是借鑒自然界中的生物結(jié)構(gòu)和機(jī)理，以實(shí)現(xiàn)新型材料、器件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。未來的研究可以以仿生學(xué)為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)出類似于生物界中的結(jié)構(gòu)和機(jī)制的鈦材料表面改性方法。

例如，可以借鑒藍(lán)藻細(xì)胞壁上的納米結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出具有超級(jí)疏水性和自清潔性的鈦材料表面涂層；可以借鑒蝎子外殼的微紋理結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出具有超級(jí)抗磨性和耐腐蝕性的鈦材料表面涂層。

4.研究鈦材料與其他材料的復(fù)合改性

鈦材料與其他材料的復(fù)合改性可以使其具有更好的性能和適用性。未來的研究可以探索不同材料之間的復(fù)合改性效果，從而獲得新型的材料。

例如，可研究鈦材料與橡膠的復(fù)合改性，以獲得具有更好的耐磨性和質(zhì)感的材料；或研究鈦材料與碳纖維的復(fù)合改性，以獲得更輕、更強(qiáng)、更耐腐蝕的材料。

總之，未來的研究可以從不同角度出發(fā)，通過改善鈦材料的表面性質(zhì)和性能，實(shí)現(xiàn)其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求5.探索鈦材料的可再生能源應(yīng)用

隨著可再生能源的快速發(fā)展，鈦材料也被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、風(fēng)力渦輪機(jī)和能源儲(chǔ)存設(shè)備等領(lǐng)域。未來的研究可以進(jìn)一步探索鈦材料在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用，從而提高其在能源領(lǐng)域的競(jìng)爭力和適用性。

例如，可以研究納米鈦材料在太陽能電池中的應(yīng)用，提高光吸收和電轉(zhuǎn)化效率；可以研究鈦合金材料在風(fēng)力渦輪機(jī)中的應(yīng)用，提高機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性；可以研究類似鈦酸鋰等材料在能源儲(chǔ)存設(shè)備中的應(yīng)用，提高能源密度和循環(huán)性能。

6.發(fā)展鈦材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

鈦材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛，例如用作假體、種植材料和醫(yī)療器械等。未來的研究可以探索更廣泛和深入的鈦材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，從而提高其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的安全性、耐久性和適用性。

例如，可以研究鈦材料表面改性方法，在表面納米結(jié)構(gòu)和生物分子修飾方面進(jìn)行研究，以提高鈦材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的生物相容性和輔助修復(fù)效果；可以研究類似鈦基合金、陶瓷納米復(fù)合材料等材料在假體、種植材料和醫(yī)療器械等領(lǐng)域的應(yīng)用，以提高其力學(xué)強(qiáng)度和生物相容性。

7.探討鈦材料的可持續(xù)性和環(huán)境友好性

隨著環(huán)境問題的日益突出，鈦材料的可持續(xù)性和環(huán)境友好性已成為一個(gè)重要的研究方向。未來的研究可以探討鈦材料的生命周期評(píng)價(jià)和環(huán)境友好性，從而提高其在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

例如，可以對(duì)鈦材料（及其制備、加工和應(yīng)用）的整個(gè)生命周期進(jìn)行評(píng)價(jià)，從資源開采、生產(chǎn)、使用、回收和再利用等方面綜合考慮，以確定其環(huán)境影響和可持續(xù)性；可以研究鈦材料制備過程中的