苏州大学陈高健教授课题组在含糖聚合物抗雾抗菌涂层上取得新进展

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雾的形成对于光学和分析仪器等具有巨大的影响。目前，研究人员制备的抗雾涂层主要有超亲水涂层和超疏水涂层。含糖聚合物的亲水性和生物相容性赋予其很好的抗雾应用潜力。此外，在医疗器械、仓储等应用领域，如何将抗雾与抗菌性能相结合成为研究者关注的重点之一。

在之前的研究工作中，苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心的陈高健教授团队报道了一种新型多巴胺-糖共聚物的可控合成，并用于细胞生长调控。（论文详见Macromol. Rapid Commun. 2017, 38(3), 1600548, DOI: 10.1002/marc.201600548; ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9(28), 24339-24347, DOI: 10.1021/acsami.7b06197.）。近日，该团队通过光诱导RAFT聚合方法合成了一系列多巴胺-糖共聚物 (P1)，以及含有羧基官能团的多巴胺-糖-甲基丙烯酸共聚物 (P2)。利用多巴胺的表面自黏附性能 “一步法”在多种表面 (载玻片、硅片和MF-lens) 上制备出含糖共聚物薄膜。

图1：抗菌/抗雾薄膜制备的示意图

作者发现，这种薄膜的超亲水性 (CA≤5°) 是影响其抗雾性能的关键因素，由较高分子量的含糖聚合物制备的薄膜具有更好的抗雾性能。

图2：含糖聚合物 (P1) 薄膜的抗雾性能，a) 蒸汽测试；b) 冷雾测试

含糖共聚物 (P2) 薄膜的抗雾性能与P1s薄膜相似，同时，P2s薄膜中含有的羧基官能团可以帮助“抓取”银离子，并在薄膜表面原位还原生成粒径约为20-50 nm的银纳米粒子。这种银纳米粒子复合的含糖聚合物薄膜 (P2/AgNPs) 对于大肠杆菌与金黄色葡萄球菌都具有优异的杀灭能力。羧基含量较高的P2-2组，其生成的银纳米粒子密度更高。从而具有更强的杀菌能力，其对于大肠杆菌与金黄色葡萄球菌具有>95%的杀灭率。

图3：P2/AgNPs薄膜对于细菌 (a-c) E.coli和 (a’-c’) S.aureus的杀灭性能，其中 (a,a’) 为对照组，(b,b’) 为P2-1/AgNPs薄膜，(c,c’) 为P2-2/AgNPs薄膜的confocal照片，scale bar：10 μm，d) 由confocal照片计算得到的杀菌率

该工作利用可控合成的多巴胺含糖聚合物来构建抗雾薄膜，并通过原位还原负载银纳米粒子，实现了同时具有抗菌和抗雾性能的表面。该研究成果为多功能复合抗雾薄膜的制备提供了新的思路。相关工作发表在ACS Applied Materials & Interfaces上，文章的第一作者是苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心的硕士研究生冯凯，通讯作者为陈高健教授，共同通讯作者为张卫东教授。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsami.0c07949

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