张欢欢 赵 颖

(中国科学院深圳先进技术研究院 人体组织与器官退行性研究中心 深圳 518055)

1 引 言

随着海洋经济的不断发展，海洋油气平台、海底管线、船舶运输、跨海大桥等海工装备设施不断增加。而在海水中，金属构件表面通常会被黏附上大量的微生物，使其不可避免地受到海洋微生物腐蚀的威胁，导致金属构件服役性能下降、使用寿命降低和维护成本增加等严重问题[1]。近年来关于海工钢腐蚀失效的报道越来越多，其中 20% 的腐蚀由微生物活动引起[2]。微生物腐蚀给海洋资源开发与利用造成了巨大的阻碍[3]。

研究表明，材料表面生物膜的形成是微生物腐蚀发生的关键[3]。目前预防和减少海洋微生物腐蚀最经济、有效的方法是采用涂料涂层，其中利用涂层的超疏水性能来抑制浮游微生物的附着以及细菌生物膜的形成，进而有效缓解由微生物导致的腐蚀被广泛报道。在超疏水涂层中，具有特殊黏附性能的功能化涂层已经引起研究者的广泛关注[4-7]。研究发现，表面形貌(粗糙度)和化学成分决定了水滴在超疏水涂层表面的黏附性能[8-9]。根据水滴在其表面黏附性能的高低，超疏水表面可分为低黏附超疏水表面(以“荷叶”为代表[10-11])和高黏附超疏水表面(以“玫瑰花瓣”为代表[12])。虽然已经有学者研究对比了低黏附和高黏附超疏水涂层的腐蚀防护作用，但关于低黏附和高黏附超疏水表面对细菌行为影响的对比研究尚未见报道。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa，P. aeruginosa)系革兰氏阴性杆菌，属好氧型细菌，其在代谢过程中会排出有机酸、CO2和 SO42－，是海洋中常见的腐蚀性细菌。……