[发明专利]一种表面带电荷的可以调节冷凝水冻结温度的材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种表面带电荷的可以调节冷凝水冻结温度的材料的应用，其特征在于，通过调控材料表面的电荷，根据实际需要对冷凝水冻结温度进行精确调节，从而实现对冷凝水结冰的促进或抑制；

其中，所述表面带电荷的可调节冷凝水冻结温度的材料包括一固体基材和修饰于所述固体基材表面的带电荷的聚合物；

以上所述的带电荷的聚合物是下述(1)和(2)中所定义的聚合物的一种或多种：

(1)以下所述的带负电荷的多肽以及经过不同官能团修饰带负电荷的的多糖中的一种：

所述多肽具有由六个氨基酸残基组成的重复序列CPPPPE，其中，C是半胱氨酸，P是脯氨酸，E是谷氨酸；

所述的多糖为透明质酸钠或磺化肝素；

(2)以下所述的带正电荷的多肽以及经过不同官能团修饰的带正电荷的多糖中的一种：

所述多肽具有由六个氨基酸残基组成的重复序列CPPPPK，其中，C是半胱氨酸，P是脯氨酸，K是赖氨酸；

所述的多糖选自氯化壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述序列CPPPPE或CPPPPK的重复数量为1-100。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述序列CPPPPE或CPPPPK的重复数量为1-90，1-80，1-50，1-20。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述序列CPPPPE或CPPPPK的重复数量为1，18，36，72或90。

5.根据权利要求1至4任一项所述的应用，其特征在于，所述带电荷的聚合物通过聚合物链所含残基的质子化或去质子化作用、或所述多糖溶液的电离而实现带电。

6.根据权利要求1至4任一项所述的应用，其特征在于，所述基材是下述固体基材的一种：硅片、云母、玻璃片、金属、合金、陶瓷、聚氯乙烯。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述金属为铜或铝。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，基材本身为平面或者微纳米结构。

9.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的表面带电荷的可以调节冷凝水冻结温度的材料通过包括以下步骤的方法制备得到：

(1)在基材表面形成聚多巴胺薄膜；

(2)利用聚多巴胺与所述聚合物的反应性，将所述聚合物修饰到基材表面；

(3)利用质子化和/或非质子化作用、或者电离，实现所述聚合物带电。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述步骤(1)中，通过将基材浸没在多巴胺溶液中，然后静置反应，从而在所述基材表面形成所述聚多巴胺薄膜。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，步骤(1)中，静置反应时间为12-48小时。

12.根据权利要求10或11所述的应用，其特征在于，所述多巴胺溶液为多巴胺盐酸盐溶解于Bicine(N,N-二羟乙基甘氨酸)缓冲溶液中形成的溶液。

13.根据权利要求10或11所述的应用，其特征在于，所述多巴胺溶液的浓度为0.5-10mg/mL。

14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述多巴胺溶液的浓度为1-5mg/mL。

15.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述步骤(2)中，将修饰有聚多巴胺的基材浸没在所述聚合物的溶液中，室温下静置反应12-48小时，利用聚多巴胺与所述聚合物的反应性，将所述聚合物修饰到基材表面，从而制得表面修饰有所述聚合物的基材。

16.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，所述聚合物的溶液中的溶剂为PBS缓冲溶液或超纯水。

17.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，用于溶解所述多肽的溶剂为PBS缓冲溶液，用于溶解所述多糖的溶剂为超纯水。

18.根据权利要求15所述的应用，其特征在于，所述聚合物溶液的浓度为0.1-10mg/mL。

19.根据权利要求18所述的应用，其特征在于，所述聚合物溶液的浓度为0.5-2mg/mL。

20.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述步骤(3)中，将所述多肽中的氨基-NH₂质子化形成带正电荷的-NH₃⁺，得到带有正电荷的材料表面；或者，将所述多肽中的羧基-COOH去质子化形成带负电荷的-COO，得到带有负电荷的材料表面；或者，将所述多糖溶液电离形成带正电荷的-NH₃⁺或带负电荷的-COO^-和-SO₃^-。