[发明专利]一种抗菌杀菌功能表面的制备方法

说明书

本发明提供一种抗菌杀菌功能表面的制备方法，包括制备仿生荷叶微米结构表面；制备季铵盐阳离子聚合物单体；对所述仿生荷叶微米结构表面进行前处理，然后置于偶联剂中浸泡过夜，将溴活性位点接枝在基底表面；继续添加溶剂、所述季铵盐阳离子聚合物单体、催化剂、自由引发剂以及配体，除去氧气，使得在所述仿生荷叶微米结构表面生长一层纳米聚合物刷结构。本发明制备的抗菌杀菌功能表面能赋予仿生荷叶微米结构表面超疏水性能，有助于降低细菌耐药性；通过将季铵盐阳离子聚合物单体与仿生荷叶微米结构表面之间的协同作用，具有较高的杀菌效果及杀菌效率，且成分配比与工艺的相互作用，具有更环保、制备成本低及高效抗菌的优点。

技术领域

本发明涉及功能材料制备领域，具体而言，涉及一种抗菌杀菌功能表面的制备方法。

背景技术

天然微纳结构为构建抗菌功能表面提供了完美的仿生模板，利用其自身的低表面能性质，降低细菌微生物在表面的初始粘附，或者通过削弱材料表面与细菌之间的作用力，使其粘附不牢固，利于清除。因此，模拟天然生物微结构表面，利用人工方法制备功能化的抗菌材料抑制细菌在表面的初始粘附或杀灭细菌，为防止细菌生物膜的危害提供了一种安全、有效的方案。但是，目前用于单纯抗细菌粘附的表面无法长期抑制细菌繁殖，而过分依赖于抗菌剂的杀菌表面易导致过量载药，杀菌效率下降，并潜在引发细菌耐药性；此外，材料表面接枝的传统“单头单尾”型阳离子聚合物刷表面电荷密度较低、疏水链较少等，不能够完全地扰乱细菌正常的生理活动，破坏细胞膜表面的电势平衡，达到高效细菌的目的，已成为阻碍其进一步发展的主要因素。因此，亟需构建一种新型的超高效“抗-杀”一体化功能材料，来提高其表面的抗耐药菌感染性能。

综上，在制备功能表面领域，仍然存在亟待解决的上述问题。

发明内容

基于此，为了解决现有技术制备的功能表面无法长期抑菌，杀菌效率差以及引发细菌耐药性的问题，本发明提供了一种抗菌杀菌功能表面的制备方法，具体技术方案如下：

一种抗菌杀菌功能表面的制备方法，包括以下步骤：

制备仿生荷叶微米结构表面；

制备季铵盐阳离子聚合物单体；

对所述仿生荷叶微米结构表面进行前处理，然后置于偶联剂中浸泡过夜，将溴活性位点接枝在所述仿生荷叶微米结构表面；

继续添加溶剂、所述季铵盐阳离子聚合物单体、催化剂、自由引发剂以及配体，除去氧气，使得在所述仿生荷叶微米结构表面生长一层纳米聚合物刷结构，得到具有抗菌杀菌功能表面。

优选地，所述仿生荷叶微米结构表面的制备方法为：选用晶型为P型、厚度为450μm-550μm的硅片，然后采用ICP光刻胶工艺刻蚀得到所述仿生荷叶微米结构表面。

优选地，所述仿生荷叶微米结构表面具有规整的菱形图案，且所述菱形图案由多个矩形肋条构成，且多个所述矩形肋条的间隙为2μm。

优选地，多个所述矩形肋条的宽度均为2μm，多个所述矩形肋条的长度为2μm、4μm、8μm、12μm中的一种或多种。

优选地，所述ICP光刻胶工艺的条件为：光刻胶厚度为9μm，刻蚀速率为0.26微米/cycle。

优选地，所述季铵盐阳离子聚合物单体的制备方法为：将二甲胺与环氧氯丙烷充分搅拌混合，得到产物A；继续往所述产物A中添加溴辛烷以及乙醇，充分搅拌均匀，并在65℃-75℃的条件下回流冷凝过夜，得到产物B；将所述产物B溶于三氯甲烷溶液中，并缓慢滴加丙烯酰氯进行反应，且在反应期间依次滴加三乙胺、对苯二酚和二甲氨基吡啶，然后置于35℃-45℃的条件下进行搅拌反应45h-50h，经过乙醚萃取析出、反复重结晶的步骤，得到季铵盐阳离子聚合物单体。

优选地，按照摩尔比，所述二甲胺与所述环氧氯丙烷的添加比例为1:1。