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聚合物刷型界面设计及防污性能研究

自人类开发利用海洋以来，海洋生物污损造成了能源浪费、环境污染、设备使用寿命缩短等多种危害，制约着人们对海洋资源的开发及利用^[1]。海洋污损生物种类繁多、大小不一，且粘附机理复杂（粘附从初级的有机小分子、蛋白质、单细胞生物到最终的各类海洋生物物种），给设计功能化的防污表面带来了挑战^[1-2]。然而自然界中存在许多无污染、自清洁的动植物表面，如海洋生物-珊瑚表面一般无其他生物附着，部分原因是其表面存在复杂的多级结构^[3]。因此解决海洋污染的思路之一就是构筑多元复合结构，进行表面微观结构及多元组分协同防污。聚合物刷能够赋予材料表面生物相容性、防腐防污、分子识别等特性，而基底表面接枝聚合物刷可影响生物的粘附、生长与繁殖^[4]。本文通过表面引发聚合的方式在基底表面接枝不同类型（正、负、两性离子及中性）聚合物刷^[5-7]，再结合表面微纳米构筑技术，获得了聚合物复合刷型结构界面材料。本文研究了聚合物型界面材料的防污性能（抗菌、抗蛋白、抗藻类粘附），探索复合刷型结构界面材料表面化学组成、微观结构与生物粘附的关系及规律，阐明其化学组成与结构的协同防污机制^[8-10]，为聚合物刷型防污界面构筑提供理论依据和技术指导。