Forskere designer ny antibiofouling biomimetisk diamantfilm

Biofouling er et verdensomspændende problem, der fører til alvorlig forringelse, efter at et substrat kommer i kontakt med havvand. Traditionelle polymerer og andre antifouling-belægninger lider under dårlig mekanisk og kemisk stabilitet, som formindsker den antibakterielle og antibiobegroningsevne ved progression af brugstiden.

I en undersøgelse offentliggjort i ACS anvendte materialer og grænseflader , forskere rapporterer om udviklingen af ​​en biomimetisk diamantfilm, der samtidig opnåede superhydrofobicitet, selvrensende, antibakteriel effekt, antibiofouling, mekanisk robusthed og kemisk stabilitet. Denne undersøgelse blev udført af prof. TANG Yongbing og hans samarbejdspartnere fra Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) under det kinesiske videnskabsakademi.

Inspireret af mikro- og nanostrukturerne på taro- og lotusbladene, forskerne designede kreativt den hierarkisk opbyggede diamantfilm. De syntetiserede det via en ny bottom-up-strategi baseret på hot-filament kemisk dampaflejring (HFCVD) og to-trins selvsamlingssåningsprocesser.

De strukturerede diamantbelægninger blev med succes konstrueret på forskellige kommercielle substrater, omfatter legeringer, silicium, kvarts glas, og keramik, med stor skala og komplekse geometrier. Forsøgene viste, at de hierarkiske diamantoverflader i mikro- og nanometerstørrelse i sagens natur har superhydrofobicitet, som også afviste mikrobiel adhæsion.

Især de biomimetiske hierarkiske diamantbelægninger reducerede bakteriebinding med 90-99% og i havmiljøet, reducerede vedhæftningen af ​​grønne alger med mere end 95 %.

Selv efter langvarig nedsænkning i havvand, den antibakterielle virkning varede ved, og filmens slidstyrke var 20 gange større end nøgne kommercielle substrater.