含银纳米储存器防污剂制备及抗海洋微生物附着机理研究

纳米储存器是指通过化学方法将活性物质包裹在特殊材料中所制得的纳米颗粒。研究表明，纳米储存器具有贮存/释放的智能性和可控性，并可提高活性物质的稳定性。近年来在光学，电子催化和化学反应器等领域都有很好的应用，但在海洋防污领域的应用未见报道。.本申请项目以载银介孔氧化硅为纳米储存器核心，通过带相反电荷聚电解质分子（聚乙烯亚胺/聚苯磺酸）的层层沉积方法制备纳米储存器外壳，在溶液中原位组装纳米储存器，并将其均匀分散于氧化锆溶胶和有机硅树脂中，制备出替代氧化亚铜的新型防污剂。该防污剂利用海水环境（如pH值，离子浓度，温度等）的改变控制银的释放，提高其防污效果的持久性。通过原子吸收光谱，扫描电极技术等手段研究纳米储存器的智能释放机制，确定海水中纳米储存器的最佳引发条件。利用荧光示踪技术和生物活性实验研究纳米储存器中银对海洋微生物细胞壁，细胞膜及代谢过程的影响，探讨新型防污剂抗海洋微生物附着机理。

申请人在承担的国家自然科学基金项目《含银纳米储存器防污剂制备及抗海洋微生物附着机理研究》（批准号51003056，已结题）中，以纳米银为核心，通过带相反电荷聚电解质分子（聚乙烯亚胺/聚苯磺酸）的层层沉积、介孔二氧化硅包覆和通过在纳米二氧化硅颗粒表面包覆一层类似于贻贝黏性蛋白的有机物聚多巴胺，利用其超强粘附性和还原性，在外层一步法负载与还原银离子，形成类似于荷叶表面多尺度结构的二元协同粗糙表面制备三种模式的纳米储存器，并将其均匀分散于有机硅树脂中，制备出新型绿色防污涂料。通过荧光示踪技术和生物活性实验研究纳米储存器中银对海洋微生物细胞壁、细胞膜及代谢过程的影响，探讨了新型防污剂抗海洋微生物附着机理。研究成果发表SCI论文10篇，国际会议收录论文2篇，授权专利1项，出版专著1部（国家科技著作出版基金自助），获得上海市自然科学三等奖1项，国家海洋局创新成果一等奖1项，国家海洋局海洋科技成果二等奖1项，培养研究生3名，实现成果转化1项，经济效益850万元。该项目的完成，揭示了纳米银复合材料抑制海洋污损生物附着机理，探索了替代或部分替代氧化亚铜防污剂的可行性，为我国新型绿色海洋防污涂料的开发提供了理论和实验基础。