海洋生物污染是一個全球性的問題，給海洋工程帶來了重大挑戰。MXene納米片和兩性離子聚合物是一種很有前景的海洋抗生物污染材料，備受關注。本文中，我們在MXene納米片表面自組裝聚多巴胺層(MXene-PDA)，然后通過邁克爾加成反應將兩性離子聚合物(PEIS)引入PDA層，得到兩性離子聚合物功能化的MXene納米片(MXene-PEIS)。通過MXene納米片與兩性離子聚合物PEIS的協同抗污作用，MXene-PEIS表現出了優異的抗污性能(抗菌率提高了88%，微藻黏附密度降低了98%)。此外，將制備好的MXene-PEIS納米片與自拋光涂層共混，得到了納米復合防污涂層(MXene-PEIS/ SP)。結果表明，MXene-PEIS/SP涂層具有良好的防污性能，這是由于MXene、PEIS和自拋光涂層之間的協同作用。
圖1. MXene-PEIS納米片及MXene-PEIS/SP防污涂層制備工藝。
圖2. (a) MXene、MXene- pda和MXene- peis的XPS測量光譜;(b) MXene-PEIS N1s的擬合XPS光譜;(c) FT-IR光譜;(d) Zeta電位;(e) XRD圖案;(f) MXene、MXene- pda和MXene- peis的TG曲線。
圖3. (a) MXene、(b) MXene- pda和(c) MXene- peis的TEM圖像;(d) MXene-PEIS的高分辨率TEM圖像;(e) MXene-PEIS HAADF-STEM圖像;以及(f)鈦、(g)碳、(h)氮、(i)硫元素對應的EDS圖。
圖4. 觀察各組瓊脂表面大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長情況。(a、e)控制;(b, f) MXene;(c, g) MXene-PDA;(d, h) MXene-PEIS。
圖5. PDMS薄膜粘附的杜氏藻和卟啉藻熒光顯微鏡圖像。
圖6(a) SP、MXene/SP和MXene- peis /SP對大腸埃希菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率;(b) SP、MXene/SP和MXene- peis /SP表面黏附的杜氏菌和卟啉的統計結果。
圖7(a) SP、MXene/SP、MXene- peis /SP在去離子水中的水解隨時間的變化;MXene-PEIS/SP在去離子水中水解前后的SEM圖像(b)和(c)。
相關科研成果由西北工業大學材料科學與工程學院先進潤滑與密封材料研究中心Qian Ye等，于2023年發表在Progress in Organic Coatings（https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2023.107727.）上。原文：Fabrication of zwitterionic polymer-functionalized MXene nanosheets for anti-bacterial and anti-biofouling applications。
轉自《石墨烯研究》公眾號
