第十五届全国表面工程大会

海洋生物污损是海洋工程材料服役中面临的世纪性难题，开发无毒高效的防污涂层事关能源、环境、国防等国家重大需求，但是现阶段的防污涂层往往存在毒性高、防污期效短、功能单一等难题。受到天然生物被膜的自调节解体过程的启发，首次开发出一种基于铜离子与D型氨基酸功能单元的手性金属有机框架（MOF）涂层，诱发生物被膜分解和微生物杀灭的逐步、高效防污过程。该研究首先构筑一种简便通用的无定形金属多酚网络，稳定锚定具有杀菌功能的铜离子。进一步，以此为成核位点通过手性氨基酸快速矿化过程，实现具有独特共形结构的MOF纳米铠甲均匀、牢固、普适地生长在不同材质与形貌的基底表面。D型氨基酸的引入赋予涂层广谱的生物被膜解体信号功能，可大幅度增强基于铜催化的化学动力学杀菌和MOF微纳结构机械杀菌的效果。基于该协同机制，该涂层在广谱杀灭游离细菌、抑制生物被膜形成、根除成熟生物被膜方面具有显著优势，并得到RNA测序转录组学的充分证明。此外，该MOF涂层独特的光致发光特性可有效抑制海洋微藻的表面定殖。该工作为手性诱发抗菌行为研究开辟了全新视角，为开新一代抗生物污损涂层开发提供了重要参考。

海洋生物污损,微生物腐蚀,金属有机框架材料