地区：上海市 宝山区
关键词：中国海洋大学;上海海事大学;山东大学;华南理工大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004435
成果描述：
| 该项目属于材料领域的表界面科学，是材料物理与化学、仿生学、材料电化学等学科的交叉领域。该项目以仿生思想为设计理念，以海洋工程装备防护需求为研发导向，在涉海材料表面仿生设计制备和防护应用过程中凝练基本科学问题，在表面微纳米结构构筑、表面化学改性和功能调控等方面做出了有重要国际影响的工作，发展了特殊功能性涂层表/界面调控技术，克服了传统方法成本高、难于大规模工程应用的缺陷，为特殊表面改性材料的工程应用提供了理论基础和技术支持。主要研究内容和结果包括： （1）依据自然仿生原理，构筑适合工程化的微纳结构功能化表面,建立“超疏水工程材料的腐蚀防护应用概念”。发展了简单可行的方法在多种工程材料如铜、铝、钛、不锈钢及其合金表面构筑超疏水表面，奠定了工程材料表面特殊润湿性的理论基础。研究了润湿调控表面优异的抗腐蚀能力及其防腐蚀原理，建立了“超疏水工程材料腐蚀防护应用”的概念。成果分别被张希院士和江雷院士作为润湿表面拓展的一个新的研究和应用方向进行大篇幅报道，引领了超疏水表面在腐蚀领域的应用。 （2）提出工程材料表面化学改性新方法，促进界面附着能力，提升功能涂层的环境稳定性和防护能力，阐述其机理。课题组首次将多巴胺聚合反应膜作为抗腐蚀功能涂层的中间过渡层，通过调控条件实现单体多巴胺在铜和不锈钢表面的原位化学修饰，揭示其聚合机理和长效腐蚀性能的提升。阐述了羧甲基壳聚糖的复配对金属材料缓蚀性能的提升规律。研究成果得到江雷院士、韩国多巴胺研究权威专家Lee教授和西班牙科学家DanielRuiz-Molina的肯定。 （3）借助分子生物学知识,发现并鉴定了青岛近海好氧环境下工程材料表面的优势菌种需纳弧菌（V.natriegens），分析了该类微生物腐蚀机制并建立了抑制其加速腐蚀的新措施和方法。构筑兼具缓释和超疏水协同的复合功能涂层，实现了海洋细菌的抗附着和接触杀双重防护能力，提升了工程材料表面的抗生物附着能力。研究成果得到新加坡国立大学ACSAppliedMaterials&Interfaces副编辑Kang教授、兰化所刘维民院士和法国突尼斯大学著名材料学家FredericGuittard教授的肯定和认可，相关论文大篇幅报道了调控功能表面的长效抑菌效果。 该研究属于海洋工程材料领域的国际前沿，研究成果引领材料表面功能防护层的处理及其调控领域的研究方向，在海洋工程材料防护研究中具有重要的基础科学价值。主要论文发表在《ACSAppl.Mater.Interfaces》《ElectrochemCommun》、《ElectrochimActa》和《ApplSurSci》上；被《ChemRev》《ProgPolymSci》《AdvMat》和《JMatChem》等论文正面引用。8篇代表性论文共被他人引用497次，被SCI论文他人引用436次，单篇最高他引129次；16篇主要论文共被他人引用720次，被SCI论文他人引用642次。项目完成期间，研究成果在科学出版社出版专著2部，分别在首届和第二届海洋材料与腐蚀防护大会作邀请报告，并受邀参加海洋材料香山学术研讨会，培养博硕研究生16人；1人获得教育部新世纪优秀人才资助。 |
