四种蔷薇科植物花被表面的特殊浸润性及仿生膜的抑菌性研究

论文摘要

自然界中蝴蝶翅、玫瑰花瓣等多种生物表面具有很强的疏水性能。随着科技的发展,疏水性材料以其独特的优点,被应用到储油、抗菌、抗凝、防水、防污染和防氧化等众多领域。本文选取草莓(Fragaria ananassa Duch.)、玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)、海棠(Malus spectabilis(Ait.)Borkh)、月季(Rosa chinensis Jacq.)四种蔷薇科植物作为实验材料,以花被表面为模板,利用二步转写法,构建了仿生高分子薄膜;分别使用体视显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜对花被及PDMS仿生膜表面的多级微观结构进行观测;利用接触角测量仪测定花被及PDMS仿生膜表面的接触角,利用红外光谱仪分析植物花被的化学成分;在PDMS仿生膜表面进行革兰氏菌培养,分析其抑菌性。结果表明,四种植物花被表面为复杂的微纳多级结构,接触角为120.9~141.2°,具有较强的疏水性,这是由表面微观结构与表面化学成分共同决定的。制备的PDMS仿生膜表面具有多级微观结构,且具有较强的抑菌性。8种仿生膜在大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中培养24 h,平均抑菌圈直径分别为5.5 mm和5.1mm,其中草莓花被正面仿生膜表现出最大抑菌性,大肠杆菌和枯草芽孢杆菌平均抑菌圈直径分别达到7.0 mm和6.0 mm,具有微纳米表面结构的仿生高分子薄膜对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有明显的抑制作用。本论文在仿生高分子功能表面材料的制备及抑菌性的研究取得了一定的进展,可为以后的仿生高分子功能材料的制备提供实验依据和理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 固体表面的浸润性
•     1.1.1 Young方程
•     1.1.2 Wenzel模型
•     1.1.3 Cassie模型
•   1.2 超疏水表面的制备方法及应用
•     1.2.1 超疏水表面的制备方法
•     1.2.2 超疏水表面的应用
•   1.3 抑菌材料的研究进程
•   1.4 抑菌性的检测方法
• 第2章 实验材料与方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 植物样本的采集和筛选
•     2.1.2 菌种
•   2.2 实验仪器和试剂
•     2.2.1 实验仪器
•     2.2.2 实验试剂
•   2.3 实验方法
•     2.3.1 花被及仿生膜表面微观结构观测方法
•     2.3.2 红外光谱分析方法
•     2.3.3 花被及PDMS仿生膜表面接触角测量方法
•     2.3.4 花被及PDMS仿生膜表面原子力显微镜观测方法
•     2.3.5 花被及PDMS仿生膜表面粘附力测量方法
•     2.3.6 PDMS仿生膜制备方法
•     2.3.7 细菌的培养方法及PDMS仿生膜的抑菌性实验
• 第3章 结果与分析
•   3.1 花被及仿生膜表面微观结构
•     3.1.1 花被表面的微观结构
•     3.1.2 花被表面的超微结构
•     3.1.3 花被及PDMS仿生膜表面的原子力表征
•   3.2 花被的红外光谱分析
•   3.3 花被及PDMS仿生膜表面润湿性
•     3.3.1 花被表面润湿性
•     3.3.2 PDMS仿生膜表面润湿性
•   3.4 PDMS仿生膜表面粘附性
•   3.5 PDMS仿生膜表面抑菌性
•     3.5.1 仿生膜对大肠杆菌的抑菌作用
•     3.5.2 仿生膜对枯草芽孢杆菌的抑菌作用
• 第4章 PDMS仿生膜表面抑菌机理
•   4.1 花被及PDMS仿生膜疏水机理
•   4.2 仿生膜抑菌机理
• 第5章 结论
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文及项目情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 尹景诗

导师: 孙刚

关键词: 浸润性,蔷薇科,仿生,抑菌,微纳结构

来源: 长春师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,材料科学

单位: 长春师范大学

分类号: Q811;TB391

总页数: 62

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