Biomimetische Sharklet-Oberfläche für Anti-Biofouling-Anwendungen
In einer aktuellen Arbeit kombinierten Forscher die 3D-Drucktechnologie und eine unter der Oberfläche initiierte ring opening metathesis polymerisation (ROMP), um eine mehrskalige bürstenartige Antifouling-Oberfläche zu konstruieren.
Ein biomimetisches Substrat mit Sharklet-Struktur, in das ein ROMP-Initiator eingebettet war, wurde durch 3D-Druck mit kommerziellem Acrylharz hergestellt. Dann wurden die eingebetteten Poly(ionische Flüssigkeit)-Brushes auf das so vorbereitete biomimetische Sharklet durch unter der Oberfläche initiiertes ROMP eines neuartigen ionischen Flüssigkeitsmonomers mit Benzotriazol- und Imidazolgruppen ([BNIm][Br]) aufgepfropft. Röntgen-Photoelektronenspektroskopie-Ätz- und Reibungstests zeigten, dass Poly([BNIm][Br]) nicht nur auf die Oberfläche, sondern auch auf den Untergrund der präparierten Oberfläche aufgepfropft werden kann, und die präparierten Poly(ionische Flüssigkeit)-Brushes-basierten Oberflächen zeigten eine zufriedenstellende Verschleißfestigkeit im Vergleich zur traditionellen oberflächeninitiierten ROMP.
Antifouling-Leistung
Anschließend bewerteten die Forscher die Anti-Biofouling-Eigenschaften von Poly([BNIm][Br]) Brushes. Die Ergebnisse zeigten, dass Poly(ionische Flüssigkeit)-Brushes offensichtlich der Adhäsion von Rinderserumalbumin widerstehen können und eine gute antibakterielle Aktivität sowohl gegen E. coli als auch S. aureus aufweisen. Die so hergestellte biomimetische Oberfläche auf Basis von poly(ionischer Flüssigkeit) zeigte auch eine beachtliche Antifouling-Leistung für Mikroalgen (Porphyridium und Dunaliella) aufgrund des synergistischen Effekts der Oberflächenzusammensetzung und Mikrostruktur.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 157, August 2021 veröffentlicht.