第十五届全国表面工程大会

在钛表面构建环保、持久耐用的防生物污损涂层成为当前的研究热点。微弧氧化技术可在钛及其合金表面高效地制备高结合强度、耐磨和耐腐蚀的氧化物涂层而备受关注；此外，微弧氧化涂层最显著的优点是可在电解质中添加不同的化学物质赋予其功能特性。尽管微弧氧化抗菌防污钛涂层已经被广泛的研究，但基本都聚焦在控制钛涂层化学毒物释放杀菌，由于化学物质的持续释放，会引发严重的环境和健康问题，其应用受到限制。基于绝大多数细菌的细胞膜带有负电荷，利用细菌表面电荷的物理化学属性，可考虑设计电势响应微弧氧化涂层来束缚带负电荷细菌的活动自由度，进而抑制细菌呼吸机能和新陈代谢使其变形破裂而死亡以达到杀菌除污的目标。微生物细菌与电势相互作用的杀菌技术不释放任何毒性物质、十分环保。
因此，本研究用铁电特性的微/纳米BaTiO₃颗粒修饰钛涂层，利用其自发极化产生的表面电势赋予钛涂层兼具抗生物污损性能，进而开发一种环保的新型微弧氧化抗菌钛涂层。XRD检测表明微弧氧化过程中BaTiO₃粒子以物理过程掺杂于TiO₂膜层中；生物学实验表明，负载BaTiO₃粒子的TiO₂膜层不仅能够抑制、杀死其表面附着的细菌微生物，且可以有效地杀死悬液中浮游的细菌微生物、抑制细菌增值，表现出可观的抗菌防污性能。

钛合金；微弧氧化；防污涂层；界面电势