[发明专利]一种驱动细菌液滴定向运输实现主动式抗菌防黏附的方法及其应用

说明书

本发明涉及化工材料领域，且公开了一种驱动细菌液滴定向运输实现主动式抗菌防黏附的方法，选取经过ICP处理具有粗糙度的卡普顿薄膜；使用卡普顿薄膜和铝箔作为纳米摩擦发电材料，进行纳米摩擦发电平台的设计；选择载玻片作为驱动平台基底；在基底表面通过构建平行驱动电极，进行驱动基底的构筑，得到驱动平台；将电极阵列驱动基底进行表面改性，得到驱动基底疏水表面构建；将纳米摩擦平台与驱动基底疏水表面的电极阵列通过导线连接，驱动纳米银三角片杀菌液滴主动抗菌，得到多功能主动抗菌防黏附平台，本方案提供的多功能主动抗菌防黏附性复合材料表面，在纳米摩擦发电材料领域的抗菌抗细菌黏附领域具有很大的潜在应用价值。

技术领域

本发明涉及化工材料领域，具体为一种驱动细菌液滴定向运输实现主动式抗菌防黏附的方法及其应用。

背景技术

细菌可以通过自身特性和材料表面的物理化学性质黏附在各类材料表面，细菌在材料表面的黏附、滋生容易形成不可逆的生物膜。生物膜的存在给人类生活造成了很大的危害，它严重危害了人类的身体健康以及财产损失。比如，吃了受细菌污染的食品会引发身体不适，没有消毒彻底的手术器械会给病人造成术后感染。细菌黏附形成的生物膜也会腐蚀材料表面，并且对其应有的性能造成不利的影响，比如在生物传感器、生物医疗设备、医用织物、海洋船舶、管道的表面造成严重的微生物腐蚀。因此，怎样在材料表面实现抗细菌黏附，阻止微生物的滋生以及生物膜的形成，引起了科学家们的广泛关注。

为了抑制和减少细菌初始阶段的黏附进而消除和切断细菌在基材表面滋生，国内外科学家通过亲水性物质修饰材料使其形成超亲水表面或超疏水表面。通过水化层阻隔细菌和材料表面的直接接触来达到抗生物膜的目的。虽然在超疏水和超亲水性型细菌抗粘附方法方面取得了重大进展，但这两种方法都是静态的和被动的。唯一的超疏水表面必须倾斜一定的角度，使细菌液滴才能滚落，而唯一的超亲水表面对细菌粘附的耐久性较差，因此这些被动的细菌抗粘附方法限制了它们的应用。一种基于由摩擦电纳米发电机(TENG)驱动的细菌液滴定向运输的主动细菌抗粘附策略迄今尚未被报道，为此我们提出了一种驱动细菌液滴定向运输实现主动式抗菌防黏附的方法及其应用。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种驱动细菌液滴定向运输实现主动式抗菌防黏附的方法及其应用，解决了上述的问题。

(二)技术方案

为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种驱动细菌液滴定向运输实现主动式抗菌防黏附的方法，包括以下步骤：

第一步：在基于摩擦纳米发电机和驱动系统平台控制作用下，摩擦纳米发电机的往复运动产生电流传输于超疏水驱动平台上的平行电极；

第二步：平行电极产生电场对带电的抗菌液滴进行驱动，能够定向运输与超疏水驱动平台上存在的细菌液滴混合杀菌，再在平行电极的驱动下定向返回离开平台，实现主动式抗菌防黏附。

优选的，所述第一步中的基于摩擦纳米发电机和驱动系统平台包括具有周期性摩擦的卡普顿薄膜和铝箔构造的摩擦纳米发电机和一个具有平行驱动电极的超疏水驱动平台；

摩擦电纳米发电机由固定板、铝箔和刻蚀后的卡普顿薄膜构成；

平行驱动电极的超疏水驱动平台是由平行电极，在其上粘贴绝缘聚四氟乙烯薄膜，并用疏水二氧化硅颗粒进行改性获得，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌细菌液滴的抗黏附率分别达到99.99％和99.96％。

优选的，摩擦纳米发电机具体组成内容如下：

10cm×40cm×5mm的亚克力板作为一个固定板，4个10cm×8cm×25μm的矩形铝箔，相距为1.5cm固定在固定板上表面，10cm×8cm×50μm的卡普顿薄膜固定在可移动亚克力板下表面；