ZA6-1锌合金骨植入体表面沉积抗菌及耐腐蚀型生物活性涂层

通过在商用ZA6-1锌合金表面沉积负载十二烷基硫酸钠(SDS)和乙酰丙酸(LA)的聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)赋予其抗菌性能。首先,在ZA6-1锌合金表面聚合化沉积APTES接枝层,获得氨基官能团;随后,利用氨基官能团与羧基官能团的正负电荷吸引作用使与SDS/LA混合的PLGA负载于基体表面。所制备的PLGA−SDS/LA涂层具有良好的耐腐蚀能力,其腐蚀速率低至0.005 mm/a,并且可通过改变涂层厚度对其进行调控。该涂层除具有良好的成骨细胞相容性外,还具有优良的抗菌性能,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌率分别达到98.9%和99.8%。

一种新型银纳米颗粒的制备及其抑制烟草赤星病菌的机制

【目的】利用生物多糖合成银纳米颗粒,并解析其对烟草赤星病菌(Alternaria alternata)的抑制活性及机理,探索生物多糖合成银纳米颗粒的农业应用前景,为开发安全、高效的抗菌剂提供理论依据。【方法】采用海藻酸钠作为还原剂与表面活性剂在水浴锅中(65℃)一步合成银纳米颗粒(S-AgNPs)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外分光光度计(UV-vis)、Zeta电位-粒径仪和X射线光电子能谱分析(XPS)分别对S-AgNPs粒径、分散性、稳定性及化学组成进行表征分析。应用Nano Measure软件统计TEM与AFM图像中S-AgNPs的平均粒径。采用平板生长速率法探究S-AgNPs在PDA培养基中浓度为0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0μg·mL^-1时对赤星病菌菌丝生长的影响。赤星病菌在S-AgNPs浓度为1.0μg·mL^-1的液态PDA培养基(PDB)中培养后,分别通过测定菌丝的鲜重与干重、SEM观察、电导率测定和考马斯亮蓝G250染色,分析S-AgNPs对菌丝生长量、形态、细胞膜通透性和菌丝可溶性蛋白含量的影响。用孢子悬浮液注射接种法测试S-AgNPs在离体烟草叶片上对赤星病的防治效果。最后通过测定S-AgNPs对鲫鱼生长的影响分析海藻酸钠合成的银纳米颗粒的安全性。【结果】S-AgNPs的TEM、SEM、AFM图像分析表明该方法所合成的S-AgNPs具有分散性好,粒径统一,稳定性强等特点,平均粒径为9.83 nm。生测结果显示S-AgNPs在1.0μg·mL^-1时对烟草赤星病菌菌丝生长抑制率为83.9%。S-AgNPs处理组的菌丝鲜重与菌丝干重明显低于清水对照组,S-AgNPs可以明显破坏菌丝表面结构。进一步抑菌机制研究表明S-AgNPs主要通过抑制赤星病菌可溶性总蛋白合成而破坏其生物膜结构,降低生物膜保水能力,快速破坏菌丝细胞膜通透性,造成大量细胞质渗漏而抑制菌丝生长发育。最终,离体试验证实S-AgNPs能够有效地抑制烟草赤星病菌侵染烟草叶片,且S-AgNPs在有效浓度(1.0μg·mL^-1)内对鲫鱼无明显毒害作用,不影响其正常生命活动。【结论】建立的方法能够稳定合成分散性好,粒径统一,稳定性强的银纳米颗粒。该银纳米颗粒对烟草赤星病菌具有较强的抑制作用,可有效防治烟草赤星病,具有潜在的田间应用前景。

环氧/氟碳复合涂层的制备及其耐磨、防腐性能

为提高氟碳树脂涂层在金属基体上的疏水性和耐磨、防腐性能,采用简单共混方法制备了环氧树脂(EP)改性氟碳树脂(FEVE)复合涂层EP/FEVE。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确定复合涂层的组成和结构,并基于干摩擦和模拟海水(3.5%NaCl溶液)摩擦测试与电化学阻抗谱(EIS)测试研究了复合涂层的耐磨、防腐性能及机理。结果表明,与FEVE相比,当EP质量为FEVE质量的10%时,复合涂层在干摩擦和模拟海水摩擦条件下的耐磨性能分别提高69.8%和66.1%,涂层破损时间延长12.2倍;在3.5%NaCl溶液中浸泡15 d后,复合涂层阻抗模量较FEVE高近3个数量级。机理研究表明,EP的分子链与FEVE分子链段通过氢键穿插分布形成了交联网络结构,并借助EP分子链中刚性结构的强化作用与活性基团的活化作用,使EP/FEVE复合涂层在耐磨、防腐、力学性能等方面表现出综合性能优势。

纤维素纳米晶基阻燃剂成炭对聚丁二酸丁二醇酯火安全行为研究

基于常态燃烧成炭策略,期望纤维素纳米晶(CNC)的高度结晶结构利于转化成炭,设计引入具有稳定碳骨架的石墨烯、能捕捉自由基的含磷化合物及具有脱氢催化成炭功能的固体酸金属离子,通过共价结合和络合作用将各组分杂化成一体.为此,将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与氧化石墨烯(GO)反应得到含磷GO (P-GO),进而通过Fe3+与P-GO和马来酸酐修饰的CNC (CNC-COOH)的表面羧基的络合作用,制得新型阻燃剂(CNC@P-GO).与CNC-COOH和P-GO单独在高温空气氛下无残炭相对比,该CNC@P-GO阻燃剂在CNC-COOH和P-GO当量比为2:1时,残炭量可最高达37.6%并呈石墨化连续炭层结构.应用于生物基聚酯的阻燃,仅5 wt%添加量改性就导致原本无残炭的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的残炭率达到17%,且燃烧热释放峰值及总热释放降幅分别达到71%和66%.燃烧热急剧降低提高了PBS的火安全,主要归因于CNC@P-GO杂化阻燃剂促进了致密连续的炭层结构的形成.本研究丰富了基于生物质资源设计高效阻燃剂及提高生物基聚酯火安全的思路.