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中国海洋大学材料学院团队在海洋智能防护材料研究领域取得重要进展
2020-09-27 21:00:00
中国海洋大学
作者:

  中国海洋大学材料科学与工程学院陈守刚教授团队在国际化学领域一流学术期刊Chemical Engineering Journal(2021,403:126334)上发表了题为“Potential non-releasing bacteria-triggered structure reversible nanomicelles with antibacterial properties”(细菌触发的非释放型智能抗菌胶囊)的最新研究成果。该研究是陈守刚教授团队继在低铜化控释型杀菌剂(Applied Catalysis B: Environmental,2020,266:118609;Chemical Engineering Journal,2020,386:124116)之后,在无杀菌剂材料研究方面的又一重要标志性成果。该研究也是在前期控释智能杀菌剂微胶囊(Chemical Engineering Journal,2019,356:130-141)的基础上研究团队在海工装备智能防护材料制备方面取得的又一重要进展。

  海洋杀菌剂材料的研发经历了由简单到复杂、短效到长效、功能到智能的发展过程,目前,重金属离子(例如Ag+,Cu+和Cu2+)及其氧化物等是海洋环境中常用的杀菌添加剂。然而,这些离子的生物毒性给海洋环境带来了巨大危害,且快速释放行为严重限制了防护涂层的使用寿命。通过开发智能控释型和响应型防护材料,如酶响应,pH响应等特殊的触发释放机制,可有效减少杀菌组分的爆释现象,提高防护涂层使用效率,延长使用寿命。相较于不同细菌胞外分泌物的差异特点,pH响应型杀菌剂广谱性能更好,应用前景更加广泛。课题组前期通过将杀菌成分包埋在pH响应高分子壳材中,利用不同pH值下壳材结构发生的变化,能够有效实现药剂或药物释放。针对目前智能控释释放杀菌剂后,涂层使用寿命依然受到限制的问题,结合两亲嵌段共聚物的优点,开发设计了一种环境友好的非释放型防污剂壳聚糖-b-聚乙二醇(CS-b-PEG)杀菌胶束,而链段共聚物尤其是两亲性嵌段共聚物,作为纳米胶束的前体,通过选择具有抗菌性能且对环境具有响应能力的聚合物来合成两亲性嵌段共聚物,可以拓宽药物输送和释放领域,抗菌领域的设计思想,开拓了海洋装备智能防护的研究思路。

  论文第一作者是陈守刚课题组博士研究生郝湘平。该项工作得到了国家自然科学基金山东省联合基金、国家自然科学基金面上项目和中央高校基本科研业务费的支持。

  通讯员:冯荟蒙

胶囊制备流程图

胶囊杀菌机理图

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