
防霧和抗菌涂層(基于含多巴胺的糖聚合物)
還記得廣東醫(yī)療隊中《我不能哭 護目鏡會花》的朱海秀護士嗎?我不想哭!我的眼淚在眼睛里打圈。我哭的話,護目鏡就花了,就干不了事情了。
當濕氣以小滴形式凝結在固體物表面上時,會產生霧氣,這將在光學分析儀器和日常生活中引起許多問題。除了“護目鏡會花”,在臨床手術過程中,腹腔鏡和內窺鏡上出現的霧可能導致包括操作中斷,意外傷害甚至對患者造成傷害的緊急情況。因此,非常需要更有效和耐用的防霧涂層。
如果防霧涂料防霧之外還具有抗菌和生物相容性,可能有助于消除潛在的病原性感染并降低免疫反應,那將具有更大的價值。
蘇州大學Chen Gaojian老師于2020年5月1日發(fā)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 。
構建超親水涂層,是非常有效的防霧策略。構建生物相容性良好且抗菌的防霧涂層的設計需要①包含超親水性分子②與材料機制粘連分子③賦予抗菌能力。
關于①超親水分子,糖類作為一種超親水分子而引起作者的注意,含碳水化合物的聚合物因其強大的聚合物-水-氫鍵相互作用和突出的生物相容性可用于構建超親水圖層。關于②與材料機制粘連分子,多巴胺中鄰苯二酚結構在表面粘附能力發(fā)揮關鍵作用,可以在有機和無機表面(載玻片,硅片和MF透鏡)上輕易固定化。關于③抗菌能力,納米銀是良好的抗菌劑,當微量的銀離子到達微生物細胞膜時,因微生物細胞膜帶負電荷,依靠庫侖引力,使兩者牢固吸附,銀離子穿透細胞壁進入胞內,并與SH基反應,使蛋白質凝固,破壞細胞合成酶的活性,細胞喪失分裂增殖能力而死亡。銀離子還能破壞微生物電子傳輸系統、呼吸系統和物質傳輸系統。
因此,作者經光誘導的RAFT聚合獲得含多巴胺、糖、羧基(P1和P2)的聚合物,硝酸銀中的銀陽離子與聚合物中羧基作用原位形成銀納米。
鄰苯二酚基團粘連作用促進了親水性糖聚合物在有機和無機表面(載玻片,硅片和MF透鏡)上的固定化,糖聚合物涂層增加的親水性是防霧性能的關鍵因素。在不同材質中相比普通玻片涂有聚合物的a)載玻片 b)聚碳酸酯片基質 c)氟化鎂 中均有良好的防霧效果。
在涂層上原位形成AgNPs后,可以同時獲得出色的抗菌性能。
這種同時滿足防霧和抗感染性能的聚合物涂層未來在醫(yī)療和光學設備中會有廣闊的前景。
原文DOI: 10.1021/acsami.0c07949

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