[发明专利]以多巴胺为锚分子的高疏水性抗细菌粘附表面及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以多巴胺为锚分子的高疏水性抗细菌粘附表面及其制备方法。该制备方法是先依次利用含双键的多巴衍生物、烷基硫醇修饰SiO₂纳米粒子，制得疏水改性的SiO₂纳米粒子；然后，在碱性条件下，依次将多巴胺、上述疏水改性的SiO₂纳米粒子修饰到基材表面，即可制得以多巴胺为锚分子的高疏水性抗细菌粘附表面。本发明以具有反应活性的多巴胺及其衍生物分子为锚分子，以疏水的SiO₂纳米粒子为界面材料，利用锚分子结构中的邻苯二酚基团的超强粘附特性键接基材与疏水的SiO₂纳米粒子，制备一种具有高疏水性的抗细菌粘附的表面材料。本发明解决了修饰基材受限以及修饰方法复杂的问题，实施过程条件简单，操作方便易行。

技术领域

本发明涉及一种抗细菌粘附的表面材料，特别是涉及一种以多巴胺为锚分子的高疏水性抗细菌粘附表面及其制备方法。

背景技术

长期以来，接触角大于150°的超疏水表面因具有优异的抗粘附、自清洁特性而引起了国内外研究学者的广泛关注。自然界中的生物表面，如稻叶、荷叶、水黾的腿、蝴蝶的翅膀以及壁虎的脚等等，都具有优异的超疏水特性。对它们的实验观察和理论分析表明，这些生物表面的超疏水特性取决于表面化学组成和多尺度微纳复合结构两方面的因素。在基材表面修饰低表面能物质或材料，并构筑多尺度的微纳米复合结构是制备超疏水表面的有效途径。据此，国内外学者已经通过不同的表面改性技术制备了各种各样的超疏水表面。这些技术主要包括电化学沉积、模板法、等离子体刻蚀、相分离、化学气相沉积以及溶胶-凝胶技术等等。然而，迄今为止，无论是采用何种表面改性技术，低表面能物质在基材表面稳固的附着依然是构筑疏水性表面过程中面临的极具挑战性的难题之一。

随着对海洋贻贝的深入研究，人们发现贻贝通过自身分泌的粘液可以将其牢固地粘附于岩石、船体等物质的表面，贻贝粘液的这种超强的粘附性能引起了人们的广泛关注。进一步的研究表明，贻贝粘液中起粘附效果的主要成分是邻苯二酚结构。因此，若将具有邻苯二酚结构的化合物作为锚分子，通过锚分子的功能特性键接基材与低表面能物质，从而构筑的高疏水性表面，可望改善其稳定性差的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于以具有反应活性的多巴胺及其衍生物分子为锚分子，以疏水的SiO₂纳米粒子为界面材料，利用锚分子结构中的邻苯二酚基团的超强粘附特性键接基材与疏水的SiO₂纳米粒子，制备一种具有高疏水性的抗细菌粘附的表面材料。

与现有疏水性的抗细菌粘附表面的制备技术相比，本发明采用简单的浸涂方法，结合多巴胺及其衍生物的超强粘附特性，解决了修饰基材受限以及修饰方法复杂的问题。本发明所公开的方法实施过程条件简单，操作方便易行。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

以多巴胺为锚分子的高疏水性抗细菌粘附表面，以具有反应活性的多巴胺为锚分子，基材与疏水改性的SiO₂纳米粒子通过锚分子键接，具有如下结构：

其中，n为11、13、15或17。

以多巴胺为锚分子的高疏水性抗细菌粘附表面的制备方法，包括以下步骤：