一種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜及其方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及生物污損防護(hù)薄膜應(yīng)用，具體的說(shuō)是一種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜及其方法和應(yīng)用。在聚合物交聯(lián)的作用下，結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料，再經(jīng)冷凍干燥，即得到聚合薄膜。本發(fā)明制備的聚合薄膜可以用來(lái)抵御有害微生物（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、愛(ài)德華氏菌、藍(lán)藻等）的附著。其是利用冷凍干燥技術(shù)制備多孔的基于納米材料（石墨烯、水滑石、高嶺土和氧化鋁納米片）的防污薄膜，可以用于生物醫(yī)用材料和海洋工程材料界面。制備的生物污損防護(hù)材料具有有制備成本低、價(jià)格便宜、制備時(shí)間快、綠色環(huán)保且無(wú)有害試劑產(chǎn)生等顯著優(yōu)勢(shì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜及其方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物污損防護(hù)薄膜應(yīng)用，具體的說(shuō)是一種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜及其方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]微生物污損在醫(yī)學(xué)設(shè)備、醫(yī)療應(yīng)用、水處理和環(huán)境安全等領(lǐng)域具有重要影響。這是因?yàn)橛泻ξ⑸锏膫魅臼欠浅?fù)雜的領(lǐng)域。研究發(fā)現(xiàn)許多方法都可以降低微生物污損傳播。
[0003]許多生物污損機(jī)制，包括抗生素，噬菌體療法，宿主防御肽和抗菌涂料等?？股厥浅Ｓ玫臍缂?xì)菌方法，但它往往對(duì)特定的細(xì)菌和病原體有效，并非所有的細(xì)菌都有用(R.Nagarajan, et al.，J.Am.Chem.Soc.，1971，93，2308-2310.);噬菌體療法可以選擇間接地對(duì)人體無(wú)害的的宿主生物體和其他有益的細(xì)菌，減少感染機(jī)會(huì)，要獲得高效方法，往往是一個(gè)混合的曬菌體，作為一個(gè)組合(W.C.Summers, Annu.Rev.Microb1l., 2001, 55, 437-451.)。防御肽是一個(gè)保守的組成部分的先天免疫蛋白，然而，可以使細(xì)菌耐藥性的發(fā)生更加頻繁和迅速。更糟糕的是，在某些情況下，抗菌肽可導(dǎo)致抗人體自身免疫失調(diào)(K.A.Brogden, Nat.Rev.Micr0., 2005, 3, 238-250.)。抗菌涂層是特別感興趣的。抗菌表面是可取的，不僅為航空航天，國(guó)防，公共交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，同時(shí)也為生物醫(yī)學(xué)設(shè)備行業(yè)，個(gè)人的衛(wèi)生行業(yè)，食品安全(T.Shalev, J.Mater.Chem.，2012，22，2026-2032.)。
[0004]在許多情況下 ，抗菌功能的納米片材料是最有用構(gòu)建薄涂層的結(jié)構(gòu)材料。理想的抗菌涂層應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:廣泛的抗菌功能，對(duì)環(huán)境友好，長(zhǎng)期抗菌性能，合成方便且成本低廉。層層組裝納米復(fù)合材料(P.Podsiadlo, Langmuir, 2005, 21, 11915-11921.),親水性聚合物刷(G.Gao, B1materials, 2011, 32, 3899-3909.),等離子聚合物(K.Malzahn, PlasmaProcess.Polym.，2012，DO1: 10.1002/ppap.201200106.)和自組裝單分子膜(W.Soliman, J.Phys.Chem.B, 2010，114，11292-11302.)的等技術(shù)都已經(jīng)應(yīng)用到生物污損防護(hù)領(lǐng)域。層層組裝技術(shù)制備的薄膜呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌活性，通過(guò)交替的自支撐層，穩(wěn)定的銀納米顆粒，溶菌酶涂層的碳納米管或其他抗菌納米材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜及其方法和應(yīng)用。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為:
[0007]—種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜，在聚合物交聯(lián)的作用下，結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料，再經(jīng)冷凍干燥，即得到聚合薄膜。
[0008]所述二維納米材料石墨烯、氧化石墨納米片、水滑石、高嶺土或氧化鋁納米片。
[0009]所述防污劑為抗生素分子、溶菌酶、納米銀、防污酶、二氧化鈦、五氧化二釩。
[0010]所述聚合物為六亞甲基二異氰酸酯、聚乙烯醇、聚苯胺、戊二醛或硼酸。
[0011]基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜的方法，在聚合物交聯(lián)的作用下，結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料，再經(jīng)冷凍干燥，即得到聚合薄膜。
[0012]進(jìn)一步的說(shuō)，將聚合薄膜質(zhì)量的1%_10%的交聯(lián)劑、聚合薄膜質(zhì)量的1%_10%的二維納米材料、聚合薄膜質(zhì)量的1%_5%的防污劑或聚合薄膜質(zhì)量的1%_5%的抗菌材料在聚合物交聯(lián)的作用下，得到結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料；而后在零下50-80度低溫條件下冷凍，再在真空低溫干燥器中干燥，即得到聚合薄膜。所述交聯(lián)劑為戊二醛、硼酸或異氰酸酯。
[0013]基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜的應(yīng)用，所述聚合薄膜可作為生物防污薄膜用于生物醫(yī)用材料或海洋工程材料界面中。
[0014]本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明制備的聚合薄膜可以用來(lái)抵御有害微生物(大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、愛(ài)德華氏菌、藍(lán)藻等)的附著。其是利用冷凍干燥技術(shù)制備多孔的基于納米材料(石墨烯、水滑石、高嶺土和氧化鋁納米片)的防污薄膜，可以用于生物醫(yī)用材料和海洋工程材料界面。制備的生物污損防護(hù)材料具有有制備成本低、價(jià)格便宜、制備時(shí)間快、綠色環(huán)保且無(wú)有害試劑產(chǎn)生等顯著優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明所得聚合薄膜可作為生物防污薄膜用于生物醫(yī)用材料或海洋工程材料界面中，其中生物醫(yī)用材料包括醫(yī)療儀器界面、醫(yī)院設(shè)施界面，海洋工程材料設(shè)施包括海灣大橋，海上船舶、海洋碼頭等。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷凍干燥技術(shù)制備的基于石墨烯納米片的示意圖，其中，聚乙烯醇(PVC)、氧化石墨納米片(G0)、銀-氧化石墨納米片復(fù)合物(AgOGO)和溶菌酶-銀-氧化石墨納米片(LYZ-AgOGO)。
[0016]圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的溶菌酶-銀-氧化石墨納米片(LYZ-AgOGO)的拉曼光譜。
[0017]圖1c為本發(fā)明實(shí)施例提供的溶菌酶-銀-氧化石墨納米片(LYZ-AgOGO)的紫外可見(jiàn)光譜。
[0018]圖1d為本發(fā)明實(shí)施例提供的溶菌酶-銀-氧化石墨納米片(LYZ-AgOGO)對(duì)于溶壁微球菌的滴度實(shí)驗(yàn)。
[0019]圖1e為本發(fā)明實(shí)施例提供的溶菌酶-銀-氧化石墨納米片(LYZ-AgOGO)的抗菌動(dòng)力學(xué)曲線。
[0020]圖2a為本發(fā)明實(shí)施例提供的自然干燥技術(shù)基于氧化石墨納米片得抗菌涂層的掃描電子顯微鏡表征圖。
[0021]圖2b為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷凍干燥技術(shù)基于氧化石墨納米片得抗菌涂層的掃描電子顯微鏡表征的俯視圖。
[0022]圖2c、圖2e為本發(fā)明實(shí)施例提供的自然干燥技術(shù)基于氧化石墨納米片得抗菌涂層的掃描電子顯微鏡表征的截面圖。
[0023]圖2d、圖2f為本發(fā)明實(shí)施例提供的冷凍干燥技術(shù)基于氧化石墨納米片得抗菌涂層的掃描電子顯微鏡表征的截面圖。
[0024]圖3a為本發(fā)明實(shí)施例提供的不同涂層的XRD譜圖。
[0025]圖3b為本發(fā)明實(shí)施例提供的對(duì)溶壁微球菌的抗菌動(dòng)力學(xué)曲線。
[0026] 圖4.為本發(fā)明實(shí)施例提供的自然干燥技術(shù)(a)和冷凍干燥技術(shù)(b)抗菌示意圖比較，對(duì)于溶壁微球菌(C)和大腸桿菌(d)抗菌作用比較。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]實(shí)施例1:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于石墨烯抗菌薄膜:
[0029](I)自然干燥技術(shù)，LYZ-AgiGO (50mL, 2.0mg ml/1)被聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合。混合后取Im L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0030](2)冷凍干燥技術(shù)，10mg氧化石墨(GO, 1.0mg ml/1)在15000rpm,離心20min,移除上清液。再加入50mL銀增強(qiáng)溶液(pH5.2)，反應(yīng)2h。用超純水清洗三次，然后再加入10mL溶菌酶(LYZ，0.1mg mL—1)，反應(yīng)過(guò)夜。復(fù)合物在在15000rpm，離心20min，移除上清液，得到 LYZ-AgiGO0
[0031 ] LYZ-AgiGO (50mL, 2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；旌虾笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0032]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況(參見(jiàn)圖4c-d)。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0033]實(shí)施例2:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于高嶺土抗菌薄膜:
[0034](I)自然干燥技術(shù),高嶺土 -納米銀(50mL, 2.0mg ml/1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0035](2)冷凍干燥技術(shù)，10mg 高嶺土(GO, 1.0mg ml/1)在 15000rpm,離心 20min,移除上清液。再加入50mL銀增強(qiáng)溶液(pH5.2),反應(yīng)過(guò)夜。復(fù)合物在在15000rpm,離心20min,移除上清液。得到高嶺土-納米銀。
[0036]高嶺土 -納米銀(50mL, 2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合。混勻后取Im L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0037]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況(參見(jiàn)圖4e-f)。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0038]實(shí)施例3:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于高嶺土抗菌薄膜:
[0039](I)自然干燥技術(shù),氧化石墨納米片-溶菌酶(50mL, 2.0mg ml/1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0040](2)冷凍干燥技術(shù)，氧化石墨納米片-溶菌酶的制備是:10mg氧化石墨(G0，1.0mgml/1)在15000rpm,離心20min,移除上清液。再加入100m L溶菌酶(LYZ,0.1mg mL-1),反應(yīng)過(guò)夜。復(fù)合物在在15000rpm,離心20min,移除上清液。
[0041]氧化石墨納米片-溶菌酶(50mL, 2.0mg mL_l)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0042]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到98%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0043]實(shí)施例4:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于石墨烯抗菌薄膜:
[0044](I)自然干燥技術(shù)，LYZ-AgiGO(50mL, 2.0mg mL—1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與六亞甲基二異氰酸酯(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0045](2)冷凍干燥技術(shù)，LYZ-AgiGO(50mL, 2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與六亞甲基二異氰酸酯(50 mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0046]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到95%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0047]實(shí)施例5:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于高嶺土抗菌薄膜:
[0048](I)自然干燥技術(shù)，高嶺土 -納米銀(50mL，2.0mg mL—1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與六亞甲基二異氰酸酯(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0049](2)冷凍干燥技術(shù)，高嶺土 -納米銀(50mL，2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與六亞甲基二異氰酸酯(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0050]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到92%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。[0051 ] 實(shí)施例6:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于高嶺土抗菌薄膜:
[0052](I)自然干燥技術(shù),氧化石墨納米片-溶菌酶(50mL, 2.0mg mL—1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與六亞甲基二異氰酸酯(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0053](2)冷凍干燥技術(shù),氧化石墨納米片-溶菌酶(50mL, 2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與六亞甲基二異氰酸酯(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0054]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到99%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0055]實(shí)施例7:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于石墨烯抗菌薄膜:
[0056](I)自然干燥技術(shù)，水滑石-溶菌酶(50mL，2.0mg mL—1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0057](2)冷凍干燥技術(shù)，水滑石-溶菌酶的制備是:100mg水滑石(1.0mgmL4)在15000rpm,離心20min,移除上清液。再加入100m L溶菌酶(LYZ,0.1mg ml/1),反應(yīng)過(guò)夜。復(fù)合物在在15000rpm,離心20min,移除上清液。
[0058]水滑石-溶菌酶(50mL, 2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0059]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到95%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0060]實(shí)施例8:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于高嶺土抗菌薄膜:
[0061](I)自然干燥技術(shù)，水滑石-溶菌酶(50mL，2.0mg mL—1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合。混勻后取Im L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0062](2)冷凍干燥技術(shù)，水滑石-溶菌酶(50mL，2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0063] 對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到96%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
[0064]實(shí)施例9:自然干燥技術(shù)和冷凍干燥技術(shù)來(lái)制備基于高嶺土抗菌薄膜:
[0065](I)自然干燥技術(shù)，水滑石-溶菌酶(50mL，2.0mg mL—1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，而后在40° C蒸發(fā)48h制備防污薄膜。
[0066](2)冷凍干燥技術(shù)，水滑石-溶菌酶(50mL，2.0mg mL-1)在攪拌旋轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)條件下與聚乙烯醇(50mL2.0%)均勻的混合?；靹蚝笕m L滴涂到聚四氟乙烯板表面，在-80° C冷凍6h，在真空低溫干燥箱-50° C干燥12h，制備得到防污薄膜。
[0067]對(duì)于兩種方法制備的防污薄膜，比較了防污薄膜短時(shí)間和長(zhǎng)時(shí)間抗菌實(shí)驗(yàn)。短時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在5mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，菌液的濃度用紫外分光光度計(jì)測(cè)試。長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn):抗菌薄膜(IcmX Icm)浸泡在1mL微生物菌液中(溶壁微球菌和大腸桿菌)，連續(xù)浸泡5天，用掃描電子顯微鏡測(cè)試表面微生物附著情況。長(zhǎng)時(shí)間浸泡條件下，冷凍干燥技術(shù)制備的薄膜具有超強(qiáng)的防污性能，對(duì)微生物都具有較強(qiáng)的抗菌性，抑菌效率達(dá)到 92%，而自然條件下制備的防污薄膜在長(zhǎng)時(shí)間條件下會(huì)失效。
【權(quán)利要求】
1.一種基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜，其特征在于:在聚合物交聯(lián)的作用下，結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料，再經(jīng)冷凍干燥，即得到聚合薄膜。
2.按權(quán)利要求1所述的基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜，其特征在于:所述二維納米材料石墨烯、氧化石墨納米片、水滑石、高嶺土或氧化鋁納米片。
3.按權(quán)利要求1所述的基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜，其特征在于:所述防污劑為抗生素分子、溶菌酶、納米銀、防污酶、二氧化鈦、五氧化二釩。
4.按權(quán)利要求1所述的基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜，其特征在于:所述聚合物為六亞甲基二異氰酸酯、聚乙烯醇、聚苯胺、戊二醛或硼酸。
5.一種權(quán)利要求1所述的基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜的方法，其特征在于:在聚合物交聯(lián)的作用下，結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料，再經(jīng)冷凍干燥，即得到聚合薄膜。
6.按權(quán)利要求5所述的基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜的方法，其特征在于: 將聚合薄膜質(zhì)量的1%-10%的交聯(lián)劑、聚合薄膜質(zhì)量的1%-10%的二維納米材料、聚合薄膜質(zhì)量的1%-5%的防污劑或聚合薄膜質(zhì)量的1%-5%的抗菌材料在聚合物交聯(lián)的作用下，得到結(jié)合防污劑或抗菌材料的二維納米材料；而后在零下50-80度低溫條件下冷凍，再在真空低溫干燥器中干燥，即得到聚合薄膜。
7.—種權(quán)利要求1所述的基于冷凍干燥技術(shù)制備的聚合薄膜的應(yīng)用，其特征在于:所述聚合薄膜可作為生物防污薄膜用于生物醫(yī)用材料或海洋工程材料界面中。
【文檔編號(hào)】C09D175/02GK104163933SQ201310184323
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月17日
【發(fā)明者】萬(wàn)逸, 張盾 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院海洋研究所