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林炜教授课题组在《Advances in Colloid and Interface Science》期刊上发表综述文章:聚氨酯材料表面抗菌功能化研究进展

发布时间:2020年09月08日 09:38   文章来源:   浏览次数:

微生物在自然界中无处不在。细菌在植入体表面吸附形成的生物膜(biofilm)阻碍药物渗透,造成术后感染问题。而微生物在公共场所中各种设施表面或者人们日常使用的物体表面的吸附和繁殖往往会形成生物污损(bio-fouling),这不仅增加了表面清洁保养成本,也是部分疾病传染传播的重要途径。因此,构建抗菌防污材料表面对人类健康具有重要意义。

表面涂层改性是解决表面微生物污染最为简单有效的途径。聚氨酯材料作为一种嵌段聚合物,其原料品种多、分子结构可控性强,独特的微相分离结构赋予其优异的综合性能,因而作为最有实用意义的一种涂层材料在皮革工业、纺织服装、生物医用航天航空海洋防污、家具防护和汽车涂料等领域已得到广泛应用。但是,聚氨酯材料自身并不具备抗菌性,因此寻求合适的方法将合适的抗菌成分引入到聚氨酯基体中来构建持久抗菌的涂层材料,进而实现物体表面的抗菌功效,一直是相关应用领域研究学者的研究关注点。国内外学者在该方面开展了大量的研究工作,研发了多种抗菌聚氨酯材料。

近期,我院林炜教授课题组对该领域的研究进行总结并提出前瞻性展望,在国际重要期刊《Advances in Colloid and Interface Science》上发表了题为Functional-modified polyurethanes for rendering surfaces antimicrobial: an overview综述文章。论文的第一作者为我院专职博士后王春华,主要从事新型抗菌聚氨酯涂层的设计合成与应用研究。



1抗菌聚氨酯涂层的两大抗菌机制示意图:(a)杀菌; (b)抗菌吸附


论文针对聚氨酯涂层抗菌改性的研究现状,根据表面抗菌思路的不同,将其分为杀菌涂层和抗菌吸附涂层两大类。在总结聚氨酯抗菌改性所使用抗菌剂种类的基础上,着重从各种抗菌成分(基团)的抗菌机理、抗菌成分引入聚氨酯基体的方法与优缺点、涂层表面抗菌性能3个方面综述了聚氨酯材料表面抗菌功能化的研究进展,并对其存在的问题及未来的发展方向进行了展望。

在该综述论文中,也简要介绍了林炜教授课题组近年来针对皮革表面容易“霉变”(生物污损)这一问题,在聚氨酯涂饰材料的抗菌功能化改性制备与合成方面做的系列研究工作,包括发表在Langmuir, Materials Science & Engineering C, RSC Advances, Progress in organic coating, European Polymer Jounal, Journal of Leather Science and Engineering等学术期刊上的相关研究成果。其最为重要的贡献是将相关学科发展的基于 “抗菌吸附思路”来达到表面抗菌目的这一新理念引入到皮革学科,该新思路可有望解决皮革涂饰领域使用传统的杀菌剂存在的耐药性问题和潜在的安全风险问题。而且,该课题组针对这一抗菌吸附思路,设计发展了评价皮革表面的抗霉菌吸附(固-固界面)的方法,此方法可有效检测霉菌在皮革表面的吸附和繁殖过程,这不仅有助于从微观角度上理解皮革及其制品霉变机理,且突破了抗生物污损材料常限于固-液界面研究及应用的局限。

该论文由我院林炜教授、加拿大新布伦瑞克大学Huining Xiao教授(加拿大工程院院士)作为共同通讯作者

论文原文可见https://authors.elsevier.com/c/1be0cRCISmzE ,DOI:10.1016/j.cis.2020.102235.





 

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