Page 25 - 《精细化工》2021年第5期

第 5 期 高党鸽，等：超疏水抗菌表面的研究进展 ·879·

性纳米 Ag 和全氟癸烷硫醇，得到水接触角为 158°
的多功能棉纱布，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的
抗菌作用显著，如图 9 所示。

图 8 pH 响应型抗菌棉织物在不同 pH 下油水分离中的应
用 [59]
Fig. 8 Application of pH-responsive antibacterial cotton
fabric in oil-water separation under different pH
conditions [59]

4.2 涂层防污

涂层材料对基材起到不可替代的保护作用，广 图 9 超疏水纱布的抗细菌黏附作用 [62]
泛应用于工农业生产及人们生活的各个方面。超疏 Fig. 9 Anti-bacterial adhesion function of superhydrophobic
水抗菌涂层可有效避免湿气、污垢在物体表面富集， gauze [62]
减少细菌在基材表面的滋生。即便疏水涂层长期暴
在医疗领域，种植体在口腔、关节、心脏等多
露于潮湿环境被润湿导致细菌附着，细菌很快也会
处人体组织起到稳定支撑的作用，为了避免细菌感
被涂层中的抗菌组分杀灭。因此，通过疏水抑菌、
染，常在超疏水种植体表面与人体组织之间的界面
抗菌剂杀菌的协同作用是构造高效抗菌涂层的重要
放置抗菌药物。LU 等 [63] 采用电喷雾方法将具有抗
途径之一。
石材作为常用的建筑材料，由于其表面亲水且 菌和低细胞黏附能力的聚（L-丙交酯）和纳米 SiO 2
应用于植体表面以及生物设备，开发了可生物降解
长期暴露在环境中，容易受到雨水、细菌的影响。
ZARZUELA 等 [37] 将纳米 Ag、SiO 2 掺入有机硅溶胶 超疏水表面，该表面在金黄色葡萄球菌繁殖过程中
有抗黏附和破坏定植的作用。
中，处理石灰岩、花岗岩多种石材，石材表面的水
接触角由 30°提升至 140°~160°，抗菌率达 85%以上。 5 结语与展望
该材料在混凝土、木材等建筑用料表面也具有较好
的适用性。 伴随着现代科学技术的不断发展，人们对生活
航运船舶在运输过程中，海洋、湖泊中的污染 品质和身体健康的关注日益增长，超疏水抗菌表面
物与微生物在船体上黏附，不仅影响行驶速度增加 的制备及应用研究已取得了一定的成果，作者认为
油耗，同时对船体也会造成一定的腐蚀。因此，开 可以从以下几方面进一步发展。
发具有杀菌、防污的海洋金属涂层具有重要意义。 细菌的吸附与定植给人类健康和工业发展带来
ZHAI 等 [60] 通过悬浮火焰喷涂法在铝基板上构造了 许多问题，特别是医疗器械、医用植入设备等医疗
疏水性全氟烷氧基（PFA）/纳米 Ag 涂层，载有纳 卫生领域。综合已有的研究成果可以看出，超疏水
米 Ag 的疏水性 PFA 涂层可协同抑制细菌的黏附。 抗菌表面材料结合了传统抗菌材料的优点，克服了
4.3 医疗卫生 传统抗菌材料的局限性，为抗菌材料的发展提供了
医疗卫生领域致病菌的感染非常普遍，据统计， 可行的方案，具备长期稳定性和普适性杀菌等优势。
在发达国家每年就有近 17.5 万病人因感染细菌而死 但是这一类材料仍然处于概念模型的阶段，多数停
亡 [61] 。研究者针对超疏水抗菌表面在生物医用方面 留在实验室制备阶段，如何真正实现生产应用是亟
进行了大量研究，如种植体、手术器械、纱布、导 需解决的重要问题。
管等。 在绿色环保政策的要求下，超疏水抗菌表面材
棉织物医用纱布是一次性无菌敷料，常用来包 料的制备方法将实现更多的创新和突破。首先，惯
扎伤口，但纱布极易吸水，为细菌滋生提供条件， 用的长链全氟化合物等低表面能物质，价格昂贵且
容易造成伤口感染。LIU 等 [62] 通过溶液浸渍法将纱 存在环境威胁，而有机硅材料多为进口、成本高。
布依次沉积带正电的壳聚糖、带负电的没食子酸改 随着高分子材料结构设计的不断发展，若采用少量