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防雾和抗菌涂层(基于含多巴胺的糖聚合物)

2020年05月22日 点击:

还记得广东医疗队中《我不能哭 护目镜会花》的朱海秀护士吗?我不想哭!我的眼泪在眼睛里打圈。我哭的话,护目镜就花了,就干不了事情了。

当湿气以小滴形式凝结在固体物表面上时,会产生雾气,这将在光学分析仪器和日常生活中引起许多问题。除了“护目镜会花”,在临床手术过程中,腹腔镜和内窥镜上出现的雾可能导致包括操作中断,意外伤害甚至对患者造成伤害的紧急情况。因此,非常需要更有效和耐用的防雾涂层。

如果防雾涂料防雾之外还具有抗菌和生物相容性,可能有助于消除潜在的病原性感染并降低免疫反应,那将具有更大的价值。

苏州大学Chen Gaojian老师于2020年5月1日发表于ACS Applied Materials & Interfaces 一篇文章“Universal Antifogging and Antimicrobial Thin Coating Based on Dopamine-Containing Glycopolymers”,文章的第一作者是Feng Kai 。

构建超亲水涂层,是非常有效的防雾策略。构建生物相容性良好且抗菌的防雾涂层的设计需要①包含超亲水性分子②与材料机制粘连分子③赋予抗菌能力。

关于①超亲水分子,糖类作为一种超亲水分子而引起作者的注意含碳水化合物的聚合物因其强大的聚合物-水-氢键相互作用和突出的生物相容性可用于构建超亲水图层。关于②与材料机制粘连分子多巴胺中邻苯二酚结构在表面粘附能力发挥关键作用,可以在有机和无机表面(载玻片,硅片和MF透镜)上轻易固定化。关于③抗菌能力纳米银是良好的抗菌剂,当微量的银离子到达微生物细胞膜时,因微生物细胞膜带负电荷,依靠库仑引力,使两者牢固吸附,银离子穿透细胞壁进入胞内,并与SH基反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞丧失分裂增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。

因此,作者经光诱导的RAFT聚合获得含多巴胺、糖、羧基(P1和P2)的聚合物,硝酸银中的银阳离子与聚合物中羧基作用原位形成银纳米。

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邻苯二酚基团粘连作用促进了亲水性糖聚合物在有机和无机表面(载玻片,硅片和MF透镜)上的固定化,糖聚合物涂层增加的亲水性是防雾性能的关键因素。在不同材质中相比普通玻片涂有聚合物的a)载玻片  b)聚碳酸酯片基质  c)氟化镁  中均有良好的防雾效果。

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在涂层上原位形成AgNPs后,可以同时获得出色的抗菌性能。


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这种同时满足防雾和抗感染性能的聚合物涂层未来在医疗和光学设备中会有广阔的前景。


原文DOI: 10.1021/acsami.0c07949