关键词： 抗污损   高强韧   偕胺肟   多孔   铀吸附  

摘要： 从海水中提取铀,解决核能供应短缺,使核能产业可持续发展,是人们关注的重点。据报道,海洋中约有45亿吨铀。然而,海洋中铀浓度低(约为3.3 ppb)、竞争离子众多并且存在很多海洋微生物,以致铀的高效提取具有挑战性。因此,开发性能良好的抗生物污损吸附剂具有现实意义。本论文以抗生物污损海水提铀材料为切入点,设计了两种具有抗生物污损功能的吸附剂,从而解决了材料因长期浸泡在海水中而引起细菌粘附的问题。主要研究内容如下:(1)抗生物污染偕胺肟气凝胶的制备及其对铀吸附性能研究本研究通过一步法构建了一种可大规模制备,高效吸附铀且具有抗生物粘附特性的聚偕胺肟气凝胶(Anti-PAO气凝胶)。该气凝胶显示了高孔隙率、大比表面积、良好的柔韧性、高机械强度、耐冲击性等优点。在8 ppm铀加标溶液中,吸铀能力高达1013±9.7 mg/g。在Anti-PAO气凝胶周围观察到明显的抑菌圈,且在含菌海水中的吸铀量达到无菌海水中的90.67%-94.82%,表明制备的气凝胶在铀吸附过程中具有防污作用。在天然海水中进行30天的吸附后,其铀提取能力为9.29±0.59 mg/g。更重要的是,这种方法可以用于其他偕胺肟基或其他形式的铀吸附剂中,以此制备防污气凝胶和纤维。连同经济分析结果,我们认为,该气凝胶在大规模的铀提取中将会发挥巨大作用。(2)抗粘附天然纤维膜的制备及其从海水和核废液快速回收铀性能研究本研究采用鸡蛋膜(ESM)作为基底材料,通过席夫碱与迈克尔加成反应将2-氨基苄胺肟(NH-AO)与谷胱甘肽(GSH)接枝到ESM表面,以此获得高机械强度、高吸铀效率、抗粘附的吸附剂(Anti-ESM/NH-AO)。该吸附剂不但具有多孔纤维结构,且有非常好的柔韧性,最大断裂强度为8.80 MPa。在8 ppm铀加标溶液中,4 h可完成92.3%的吸附,平衡吸附量404.26±3.89 mg/g。GSH使样品具有良好的亲水性和抗细菌粘附性能。吸附剂的海水通量为7834.39 L/h·m,在经过三次海水循环后,通量恢复率(FRR)依然保持在95%以上;含菌海水极少影响样品对铀的吸附;同时,通过SEM直观地观察到抗细菌粘附情况。此外,样品具有良好的特异性和循环使用特性(可循环使用10次)。在含铀废水中,Anti-ESM/NH-AO样品吸附后,溶液剩余铀含量在30 ppb以下,符合排放标准。更重要的是,该方法制备过程简单快速,在工业化海水提铀中具有潜力。

关键词： 光束缚型引发剂   亲水性聚合物刷   抗污表面   蛋白质吸附  

摘要： 表面接枝亲水性聚合物刷是实现生物医用高分子材料表面抗污改性的重要策略,而快速高效且普适性强的引发剂固定方法则是该策略一直追求的目标之一.为此,本研究设计了一种全新的光束缚型引发剂,并利用其实现了多类型聚合物材料表面多种亲水聚合物刷的接枝.该引发剂一端为二苯甲酮结构,通过紫外光照射可在5 min内快速固定在各类常见的医用高分子材料表面;另一侧带有双溴引发剂端基,可通过表面引发单电子转移活性自由基聚合(SI SET-LRP)实现高密度聚合物刷的接枝.利用该方法首先在聚氯乙烯(PVC)表面制备了聚丙烯酸低聚乙二醇酯(OEGA)聚合物刷,同位素125I标记纤维蛋白原(Fg)的吸附结果表明改性表面具有良好的抗蛋白质吸附性能,尤其POEGA聚合时间为2 h的改性表面具有最低的Fg吸附量.细胞黏附实验显示改性表面可以有效抑制Hela细胞和金黄色葡萄球菌的黏附.随后验证了该方法的普适性,结果表明该方法不但适用于各类常见的医用高分子基材(聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)),还可以接枝多种亲水性聚合物(聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯(PHEMA)、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)、聚(甲基丙烯酸磺基甜菜碱)(PSBMA)),均可实现优异的表面抗蛋白吸附性能.

关键词： 中国科学院   清洗效率   稀土材料   应用物理研究   抗污染   膜分离技术   滤膜   研究团队  

摘要： 近年来,为了应对日益严峻的环境污染和病毒灾害侵袭的问题,膜分离技术得到了长足的发展.但目前存在的膜污染问题仍然是一个巨大的挑战,并极大阻碍了该技术的进一步推广和应用.同时,为了恢复污染膜的分离性能,需要在使用过程中对其进行清洗,但目前还缺乏有效地表征膜污染和清洗效率的方法.针对这些行业中存在的痛点问题,重庆电子工程职业学院樊凯副教授联合中国科学院上海应用物理研究所的研究团队提出了“利用稀土材料杂化改性”的研究思路,并基于这一思路制备了具有自发光性能的改性滤膜材料.该材料具有同步智能反应膜污染和清洗效率、提升膜抗污染能力的优良性能,在膜工业领域具有重要的应用前景.

关键词： 反渗透膜   节水   抗污染   产业化  

摘要： 本研究通过产学研联合攻关的模式,组织科研、设计、工程人员攻克了涉及新型节水型抗污染反渗透膜材料的研究及产业化.本课题以开发出适用于特别复杂原水水质和超高净水产水比的新型节水型抗污染反渗透膜材料为目标,开展了聚酰胺功能分子层结构设计、膜表面均一化抗污染改性以及膜材料产业化等多项关键技术的研究,取得了一系列重要创新成果,促进了高性能反渗透膜材料产业的发展.

关键词： 聚酰胺复合膜   抗污染性能   高渗透性   聚乙烯醇   羟丙基甲基纤维素  

摘要： 通过物理涂覆-交联方式,在聚酰胺复合膜表面构建聚乙烯醇(PVA)涂层,研究添加剂羟丙基甲基纤维素(HPMC)对涂层渗透性能及抗污染性能的影响,制备兼具优抗污染性能及高渗透性能的聚酰胺复合膜.分离性能研究表明:含纯PVA涂层的聚酰胺复合膜纯水通量为46.4 L/(m^2·h),而含PVA/HPMC涂层的聚酰胺复合膜纯水通量为54.3 L/(m^2·h),纯水通量提升17%.这主要是因为PVA相对较为规整且含有大量的羟基,易因氢键形成结晶区,不利于水分子的渗透;而HPMC的加入,PVA分子链之间的规整度被破坏,降低涂层结晶度,更加利于水分子的渗透.抗污染实验表明:PVA与PVA/HPMC涂层均能明显提升聚酰胺复合膜抗污染性能,而添加HPMC既能保持PVA涂层优良的抗污染性能,又能提高PVA涂层的渗透性.

关键词： 交联抗污涂层   聚合物多孔材料   紫外光辐照   抗污性能   药物缓释  

摘要： 光是一种随处可见并且环保清洁的能源。在电磁波谱中，紫外光的波长为10nm-400nm，波长短，能量比可见光高。通过紫外光辐照制备聚合物材料有很多的优势:反应速度快、能耗低、环保和温和可控等。\n 目前，很多功能性聚合物材料不断被开发，但是在制备过程也面临一系列问题，例如:对材料表面改性制备聚合物抗污涂层使材料能够抵抗不良生物黏附是一项重要的研究课题，然而一般的涂层制备往往面临着反应时间过长、反应条件不温和、涂层的厚度和空间不可控等问题;聚合物多孔材料由于其具有高的比表面积以及多孔结构的优势，在分离材料和药物缓释材料领域有很大的应用前景，同样的，传统制备多孔材料的反应时间长、难以制备复杂的结构以及反应条件苛刻法也面临着等困扰。\n 基于此，本论文在制备交联抗污涂层和制备聚合物多孔材料两方面使用紫外光辐照作为手段开展了一系列工作。主要方法和结果如下:\n 1、以甲基丙烯酸终止的聚(2-甲基-2-噁唑啉)(PMOXA-MA)和4-乙烯基吡啶(4VP)为原料，通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合合成了一系列不同组成的无规共聚物聚[（2-甲基-2-噁唑啉）-r-4-乙烯基吡啶）](PMOXA-r-4VP)，并用1H NMR和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征。随后利用紫外光短时间辐照PMOXA-r-4VP，在玻璃片、硅片、金片和聚二甲基硅氧烷(PDMS)片表面制备了PMOXA涂层。使用水接触角(WCA)、可变角度椭圆偏正光谱法(VASE)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和ξ电势对涂层进行了详细表征。结果表明，PMOXA-r-4VP可以成功地修饰到玻璃片、硅片、金片和PDMS片表面。同时，所制备的PMOXA涂层具有良好的抗蛋白吸附、抗血小板黏附、以及抗细胞黏附性能，并拥有良好的生物相容性。由稳定性实验可以看出，随着PMOXA-r-4VP中4VP单元的增加，涂层的稳定性相应提高。此外，PMOXA-r1/2-4VP涂层在PBS(pH7.4)中浸泡28天仍旧对蛋白吸附和细胞黏附表现出良好的抵抗性能。\n 2、使用自由基聚合法合成了一系列无规共聚物聚（苯乙烯-r-甲基丙烯酸缩水甘油酯）(P(St-r-GMA))，并用1H NMR和GPC对其进行了表征。然后在紫外光辐照下在各种基底表面修饰上交联的P(St-r-GMA)粘结层。随后，通过氨基与环氧基团反应，将氨基终止的PMOXA(PMOXA-NH2)接枝到富含环氧基团的P(St-r-GMA)粘结层上，制备了PMOXA抗污涂层。VASE、XPS、AFM和WCA结果表明，可以通过紫外光交联P(St-r-GMA)粘结层在基底表面成功制备PMOXA涂层。同时，这种方法得到的PMOXA抗污涂层不仅具有优良的抗污性能，而且在PBS(pH7.4)中浸泡28天具有很好的厚度稳定性和抗污性能稳定性。此外，通过选择紫外光辐照的位置，可以控制涂层在基底上形成的位置，最终实现在特殊器件上选择性地支持（或抵抗）蛋白质的吸附。\n 3、通过双(2-羟乙基丙基醚)封端的聚二甲基硅氧烷和甲基丙烯酸异氰基乙酯(IEM)反应制备了双（甲基丙烯酸酯基）封端的聚甲基硅氧烷大分子单体(MTSM)，之后制备了可聚合的MTSM微乳液，最后利用紫外光数字光处理(DLP)3D打印技术打印了PDMS多孔材料。通过平衡溶胀含水量、收缩率、SEM以及蛋白通过率的研究，发现使用DLP技术制备的多孔材料和直接紫外光聚合制备的多孔材料在性能上没有明显的区别，即由DLP技术制备多孔材料不会影响材料的使用。同时，利用DLP技术打印了形状复杂的胶囊材料，为该多孔材料在生物医学领域（如药物缓释）的应用提供了可能。

关键词： 超滤膜   膜污染   天然有机物   纳米碳材料   有序介孔碳   催化氧化  

摘要： 超滤膜能有效截留水中的悬浮颗粒、胶体、大分子有机物和病原菌等污染物,且操作压力小、运行能耗低、设备集成化程度高,在水质安全保障中发挥着重要的屏障作用。尽管如此,膜污染仍然制约着超滤技术的进一步推广应用。在水体众多污染物中,天然有机物(Natural organic matter,NOM)被认为是最主要的膜污染物之一。为了有效解决NOM引发的膜污染问题,本论文利用纳米碳材料、有序介孔碳等碳基材料的吸附、催化特性,通过表面涂覆的方法在超滤膜表面构筑了碳基材料改性层,制备了碳基材料改性超滤膜,系统地研究了碳基材料改性层对超滤膜截留及抗污染性能的影响。选取碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)和碳纳米纤维(Carbon nanofibers,CNFs)作为纳米碳材料的代表,以水中典型有机物腐殖酸、牛血清蛋白、海藻酸钠为目标污染物,系统地研究了纳米碳材料改性对超滤膜截留及抗污染性能的影响。结果表明,CNTs呈空心卷曲状相互缠绕,而CNFs呈实心棒状纳米结构。膜表面CNTs改性层将典型有机物的截留率提升至81.4～91.9%,CNFs改性层提升至26.9～79.2%。有机污染物种类影响纳米碳材料改性超滤膜的抗污染性能,与CNFs相比,CNTs能更加有效地提升抗污染性能。地表水处理实验表明,纳米碳材料改性层将DOC和UV的去除率分别提升至34.0～54.6%和34.4～64.1%,出水中腐殖质类与色氨酸蛋白类荧光组分也得到进一步去除。CNTs改性层将可逆和不可逆污染阻力分别降低了77.8%和60.9%,而CNFs改性层仅使可逆污染阻力降低了38.5%。“膜孔堵塞-滤饼层过滤”模型拟合分析显示,CNTs和CNFs改性层将污染机理转变体积由60 mL分别增加至180和95 mL,延迟了污染机理从膜孔堵塞到滤饼层过滤的转变。纳米碳材料改性层通过预吸附和孔径筛分作用截留污染物,避免有机物在膜表面直接沉积,延缓了膜表面滤饼层的形成。改性层吸附对腐殖酸污染的缓解占主导作用,海藻酸钠污染缓解以孔径截留作用为主。选取六方结构CMK-3和立方结构CMK-8作为有序介孔碳的代表,系统地研究了有序介孔碳改性对超滤膜截留及抗污染性能的影响。结果表明,CMK-3为典型的二维六边形对称结构,内部为长直并联平行通道,而CMK-8为三维多孔结构,内部通道紧密缠绕且拥挤。CMK-3改性层将典型有机物的截留率提升至76.3～87.2%,CMK-8改性层提升至49.0～70.7%。有机污染物种类影响有序介孔碳改性超滤膜的抗污染性能,与CMK-8相比,CMK-3能更加有效地提升抗污染性能。地表水处理实验表明,改性层对DOC和UV截留率的提升效果从大到小依次为CMK-3>PAC>CMK-8。粉末活性炭(Powdered activated carbon,PAC)优先去除腐殖质类污染物,CMK-8对类色氨酸蛋白物质的去除作用明显,而CMK-3同时增强了腐殖质和类色氨酸蛋白物质的去除。CMK-3和CMK-8改性层对可逆和不可逆膜污染缓解效率分别为55.2～63.9%和65.4～87.8%,而PAC改性层加重了可逆膜污染。“膜孔堵塞-滤饼层过滤”模型拟合分析显示,有序介孔碳改性层使得腐殖酸和牛血清蛋白过滤过程中膜孔堵塞始终占据主导地位,而在海藻酸钠过滤中污染机理转变体积略微增加。改性层的吸附和孔径截留作用均有助于缓解膜污染,CMK-3的吸附能力更强,污染物可通过轴向和径向两个方向进入介孔内,而CMK-8相对较大的内部阻力不利于污染物吸附。为进一步强化超滤膜截留及抗污染性能,在膜表面构筑了碳基材料改性层吸附-催化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)氧化体系,对比研究了四种碳基材料改性层吸附-催化氧化对膜性能的影响。结果表明,四种碳基材料均能促进水中PMS的分解,催化效率从大到小依次为CMK-3>CNTs>CMK-8>CNFs。电子顺磁共振和氧化活性物质淬灭实验结果表明,反应体系中同时存在自由基和非自由基氧化途径,SO、～·OH、O和O是产生的主要氧化活性物种。腐殖酸、牛血清蛋白和有机混合物的截留率分别提升至76.1～92.3%、51.8～89.4%和72.6～86.4%,但海藻酸钠的截留率降至41.4～57.6%。吸附-催化氧化进一步缓解了腐殖酸引起的可逆膜污染,污染阻力降低了32.6～54.0%,但对牛血清蛋白污染的进一步缓解作用有限。超滤膜抗海藻酸钠污染性能得到大幅提升,过滤末端比通量由0.031增加至0.105～0.286,可逆污染阻力降低了72.0～91.2%。地表水处理实验表明,污染物DOC和UV去除率分别增至36.2～74.1%和43.2～84.0%,出水中各荧光组分也得到有效去除。在多种氧化活性物种的作用下,有机污染物的分子量分布发生改变,

关键词： 聚苯乙烯-b-聚乙烯-co-聚丁烯-b-聚苯乙烯   表面改性   抗污   生物相容性   水凝胶   缓释  

摘要： 随着社会的发展和科技的进步,高分子材料在生物医药领域发挥越来越大且不可替代的作用。具有抗污、缓释、靶向等功能的高分子材料成为高分子科学和高分子材料科学研究的前沿和热点。本论文分别制备了亲水和超疏水表面的高分子材料以及具有缓释功能的聚丙烯酰胺/硅藻土复合水凝胶,重点研究了高分子材料表面的化学组成、分子链构象等对抗污性能的影响,并且为下一步构建SEBS表面水凝胶的研究奠定基础,还进一步研究了聚丙烯酰胺本体水凝胶的力学性能和缓释功能,得到如下结果:1.环状构象PEG改性SEBS表面对血液相容性的影响将聚多巴胺粘附到聚苯乙烯-b-聚乙烯-co-聚丁烯-b-聚苯乙烯(SEBS)表面并且进一步与聚乙二醇(PEG)的端疏基进行反应,利用一端和两端带有巯基的PEG在SEBS表面分别成功构筑了线型(linear)和环状(looped)构象的PEG。研究发现,多巴胺和PEG对SEBS表面改性之后,蛋白质吸附量和血小板粘附量大幅度下降。进一步研究结果表明由于looped构象PEG改性表面具有更高的弹性,减少了与蛋白质的接触和结合的机会,因而具有更好的血液相容性。2.基于赖氨酸衍生物的抗污杀菌表面的构建根据水屏障理论和抗菌肽杀菌机理,在亲水性单体赖氨酸甲基丙烯酰胺(LysAAm)基础上,分别对氨基和羧基进行修饰,引入季铵阳离子(QAC)和疏水端基苄酯(OBzl),合成A、B两种单体LysAAm-QAC和LysAAm-OBzl。首先将A、B两种单体按比例接枝到硅片表面,再利用激光共聚焦显微镜(CLSM)、石英晶体微天平(QCM-D)等多种手段研究其抗污杀菌性能。结果表明:在A/B 比例为3/7时,表面具有优异的抗蛋白质吸附、抗血小板和红细胞粘附以及抗细菌粘附和杀菌性能,并发现抗污性能主要是依靠改性表面的主链结构赖氨酸提供的亲水性(接触角为43.6°)以及两种单体较高的表面覆盖率(91.49%),杀菌性能主要是依靠季铵阳离子和疏水端基,并且随着疏水端基含量的增加,杀菌性能提高。将杀菌成分QAC和OBzl引入到具有抗污性能的亲水结构LysAAm上,并优化LysAAm-QAC和LysAAm-OBzl两种单体的接枝比例,获得了具有抗污和杀菌性能的表面。在此基础上成功在SEBS表面构建了赖氨酸衍生物的抗污杀菌层。3.超疏水SEBS制备及其抗污性能和抗丁苯酞吸附性能研究受“荷叶现象”的启发,利用二甲苯/正癸醇作为良溶剂/不良溶剂对SEBS进行诱导相分离,并且添加1 phr低表面能棕榈蜡在60℃条件下退火处理,制备带有褶皱结构的堆积微球粗糙表面SEBS-SHB-1-60℃样品,并且对其结构与性能进行研究。发现这种同时带有低表面能蜡质和粗糙结构的超疏水表面,不仅具有良好的抗血小板和红细胞粘附性能,而且具有较好的抗丁苯酞(NBP)吸附性能,即1 h吸附NBP药物原液从原有的63.8%降低至10%,为解决困扰临床应用的NBP吸附问题提供了有效方法。4.硅藻土填充聚丙烯酰胺水凝胶力学性能及缓释功能利用原位自由基聚合合成了 PAAm/硅藻土复合水凝胶,研究发现其力学性能在硅藻土添加至8 phr时能够得到有效提高,而且水凝胶良好的亲水性使得复合水凝胶在低份数(phr)硅藻土填充下具有一定的抗小鼠成纤维细胞和血细胞粘附性能。PAAm/硅藻土复合水凝胶中添加模型药物多菌灵,具有良好的缓释功能,多菌灵释放50%所需的时间可达4天,多菌灵药物分子扩散机制为non-Fick扩散。

关键词： 氢化咖啡酸   牛血清白蛋白   自组装   聚乙二醇   抗污表面  

摘要： 临床上通过介入手术拯救了成千上万的病患，而手术中所使用的植入型医疗器械与诊断设备在长时间的服役过程中往往会在表面非特异性的吸附大量的蛋白质和细胞，材料表面由此受到污染，使得医疗器械不能完全发挥其应有的生物学功能，由此还可能引发严重的医疗事故，例如下腔静脉滤器的植入会迅速引发血浆蛋白的吸附，而血浆蛋白中的纤维蛋白原可被激活产生不溶性的纤维蛋白，联合人体排异反应促进血小板被活化一同诱发血栓的形成。此外，在一些免疫学生物传感器领域因不可避免地接触复杂的环境，材料表面的生物污染必然造成其测试的精度下降甚至失效。已有大量科学事实验证，通过对材料进行表面改性形成一种“惰性”表面是一种解决此类问题行之有效的策略。　　聚乙二醇(PEG)是一种经典的抗污聚合物，可以通过表面强有力的水合作用阻止蛋白质和细胞的非特异性吸附。牛血清白蛋白(BSA)是一种惰性蛋白，具有良好的血液相容性，由于缺乏细胞粘附的氨基酸序列，BSA具有抑制细胞粘附的功能。根据上述事实依据，本论文通过高碘酸钠(NaIO4)氧化氢化咖啡酸(HCA)介导BSA在材料表面快速组装形成HCA/BSA涂层，利用这种蛋白涂层表面丰富的羧基官能团接枝抗污分子PEG实现抗污涂层的构建。　　本论文使用常见医用金属材料316LSS作为改性对象，通过多种材料学表征深入探究了涂层化学组成、结构、厚度以及微观表面形貌，并分析了涂层的稳定性。利用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外变换光谱(FTIR)、石英微晶天平(QCM-D)以及水接触角变化证明了PEG的成功接枝。　　本文通过研究涂层表面各种细胞的粘附与增殖行为，纤维蛋白原的吸附量，血小板粘附与激活及半体内动物血液相容性，来评价涂层的抗污性能，实验结果表明HCA/BSA涂层接枝PEG后具有良好的抗内皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞粘附性能，有效地阻止了纤维蛋白原的吸附，显著降低血小板在表面的粘附和激活，动物实验结果进一步证实该功能涂层改性样表现出优异的抗血栓形成性能，为抗污材料表面功能修饰提供了一种新思路。

关键词： 类淀粉样组装   牛血清白蛋白   抗污染   表面改性  

摘要： 各种复杂环境中抵抗蛋白质在材料表面的非特异性吸附有着重要的应用。然而,受限于各种基材形状、表面性质、应用环境等因素,目前缺乏一种简便、普适、高效的抗污染涂层制备方法。针对上述问题,本工作开发了一种基于牛血清白蛋白(BSA)超分子组装的抗污染涂层制备方法。通过三(2-羧乙基)膦盐酸盐(TCEP)快速还原BSA分子内二硫键,使BSA发生相转变而发生快速类淀粉样聚集。通过简单的浸泡或喷涂,可以在几分钟到几十分钟内在几乎任意类型的材料表面形成厚度可控(～130nm)、无色透明的致密蛋白质纳米薄膜——相转变BSA(phase transition BSA,PTB)纳米薄膜。PTB膜具有较强的稳定性和粘附性,且对包括蛋白质、血清以及细胞外基质成分等污染物的表面非特异性吸附具有优异的抵抗力。体外和体内试验均表明,PTB纳米薄膜可以防止微生物,包括细菌、真菌、细胞和血小板在内的表面粘附以及抑制生物被膜的形成。这项工作突出了 PTB纳米薄膜具有稳定的材料表面改性和抗污染的双重作用,这是其他材料难以实现的。本工作的主要研究内容如下:(1)PTB纳米薄膜的形成及界面粘附首先利用三种简单方法制备PTB纳米薄膜并表征了在不同反应条件下薄膜的形貌。证明PTB涂层是由寡聚体纳米颗粒组装形成的连续且致密的二维纳米薄膜。其厚度可控,无色透明,可在具有不同形貌的各类基材表面稳定粘附并且可在各种极端条件的处理下保持形貌与厚度不变。接着,通过对不同时间点形成的PTB纳米薄膜形貌进行表征,推断出薄膜是通过颗粒在表界面不断地吸附,逐步融合而成的。通过CD,FTIR,ThT染色和刚果红染色等手段证明了 BSA相转变的过程中二级结构由α-helix向β-sheet转变,形成类淀粉样结构。结合拉曼光谱和XPS分析发现PTB纳米薄膜表面存在大量官能团的暴露,这为后续的表面化学反应提供了一个具有多种选择性的平台。PTB表面大量官能团的暴露以及类淀粉样结构的增多被认为是PTB纳米薄膜界面稳定粘附的原因。这种可大面积制备、绿色环保、高效快速、操作简易、原料易得、粘附牢固的PTB纳米薄膜,有望成为新型普适性的材料表面改性材料。(2)基于PTB构筑的抗污染涂层基于天然生物大分子BSA本身的抗污染性能,本工作提出利用PTB作为一种新型的抗污染涂层,并通过实验证明PTB纳米薄膜对各种污染物,包括生理液体、蛋白质以及细胞外基质成分的非特异性吸附都具有良好的抵抗效果,并且效果明显优于天然BSA。由于对细胞外基质非特异性吸附的抵抗性,PTB纳米薄膜还可以抵抗生物被膜的形成、真菌的粘附、细胞贴壁以及血小板的粘附。体外的溶血试验、MTT细胞活性测试以及大鼠皮下植入组织学分析证明了 PTB纳米薄膜具有良好的血液相容性和组织相容性。最后,通过动物实验证明了 PTB纳米薄膜在体内仍能保持良好的抗污效果,因此具有用于植入体涂层的潜力。与其他抗污染材料如亲水性聚合物刷相比,PTB纳米薄膜的制备过程简单高效,原料绿色无污染,符合可持续发展的要求,可以作为一种理想的抗污染涂层用于食品包装以及医用植入体等材料。