长余辉发光双亲复合海洋防污涂层的构筑与功能调控

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基本信息

  • 批准号：
    51873034
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    何春菊
  • 依托单位：
    东华大学
  • 学科分类：
    E0305.高分子共混与复合材料
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

It is difficult for coating with single property to work over long time due to the complexity of marine biofouling. The research will be carried out about the preparation of amphiphilic marine antifouling composite coating with self-cleaning and long luminescent properties through the combination of controlled radical polymerization and long luminescence..A series of linear and arm PDMS-based amphiphilic copolymers with controllable hydrophilic and hydrophobic segments will be synthesized via ATRP or RAFT method, where the resulting amphiphilic copolymers experience zwititerionic modification. The introduction of active segment initiates the photo or heat curing of fluorinated monomer. The resulting APCNs show excellent antifouling properties and high transparency due to the control of hydrophilic segment dimension and crosslinking density. The composite coating consisting of transparent APCNs surface layer and long luminescent bottom layer owns long-term stablity and high anti-fouling properties through synergistic effect of different functions. The basic method will be built to design and prepare antifouling composite coating so as to reveal the relationship between the structure and the properties. The related research results will provide not only breakthrough for the design and preparation of new antifouling coating, but also theoretical support for anti-biofouling problem.
海洋生物污损的复杂性致使单一特性的涂层难以满足长期防污需要。围绕海洋防污涂层制备关键科学问题，拟采用可控自由基聚合与长余辉发光抗污联合构筑多效协同长余辉发光自清洁双亲复合防污涂层。.线性、多臂聚二甲基硅氧烷引发剂/链转移剂引发亲水单体的聚合，合成一系列链段尺寸可控、序列明确的双亲嵌段共聚物；活性点引发含氟单体进行热/光固化，通过控制链段尺寸、交联密度构筑尺寸均匀的含氟硅双亲共连续聚合物网络(APCN)；经两性离子化修饰进一步提高抗污性。透明的APCN表层与长余辉发光底层进行复合，构筑的涂层经双亲表面防污、规则微结构防污、自清洁、生物避光防污的协同作用实现长效广谱防污。建立新型复合防污涂层结构设计与控制制备的基本方法，揭示微观结构调控与性能相关性的演化规律。有关研究成果不仅为海洋防污涂层材料的设计和高效制备找到突破口，丰富、发展其制备理论和方法，也为抗生物粘附这一广谱性问题提供理论支持。

结项摘要

海洋生物污损的复杂性致使单一特性的涂层难以满足长期防污需要。围绕海洋防污涂层制备关键科学问题，采用可控自由基聚合与长余辉发光抗污联合构筑了多效协同长余辉发光自清洁双亲复合防污涂层。.本项目现已按照研究计划完成相关研究工作，包括采用ATRP法制备微观结构均匀、高透明、自清洁防污涂层，并与长余辉发光抗污联合构筑多效协同长余辉发光自清洁双亲复合防污涂层，构建了一种基于表面微结构防污和生物避光性防污相结合的复合涂层；通过线性聚二甲基硅氧烷引发剂/链转移剂引发亲水单体的聚合，合成一系列链段尺寸可控、序列明确的双亲嵌段共聚物；活性点引发亲水单体进行热/光固化，通过控制链段尺寸、交联密度构筑尺寸均匀的聚合物涂层；经两性离子化修饰进一步提高抗污性。透明的亲水表层与长余辉发光底层进行复合，构筑的涂层经双亲表面防污、规则微结构防污、自清洁、生物避光防污的协同作用实现长效广谱防污。采用多巴胺共沉积法制备亲水聚合物涂层；采用双亲可降解聚合物制备自抛光防污涂层；并通过实验室抗污实验、实海挂板实验确定相关涂层的长期防污性能，揭示了材料结构与防污性能间的关系，为仿生防污涂层的制备及应用奠定技术基础。 此外，通过合成双亲性两性离子聚合物、 聚阴离子电解质，经共混、复合等方法改善了膜的抗污性能。建立新型复合防污涂层结构设计与控制制备的基本方法，揭示微观结构调控与性能相关性的演化规律。有关研究成果不仅为海洋防污涂层材料的设计和高效制备找到突破口，丰富、发展其制备理论和方法，也为抗生物粘附这一广谱性问题提供理论支持

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
Fabrication of a Dual-Action Membrane with Both Antibacterial and Anticoagulant Properties via Cationic Polyelectrolyte-Induced Phase Separation.
通过阳离子聚电解质诱导相分离制备具有抗菌和抗凝特性的双作用膜。
  • DOI：
    10.1021/acsami.1c00256
  • 发表时间：
    2021-03
  • 期刊：
    ACS applied materials & interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Jianxiu Wang;Ziyuan Liu;Chunju He;Ming Qiu
  • 通讯作者：
    Ming Qiu
A durable Watasenia Scintillans-like luminescent hydrophilic coating for synergistic high-efficiency anti-biofouling
一种耐用的类似 Watasenia Scintillans 的发光亲水涂层，可实现协同高效的抗生物污损
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2022.152968
  • 发表时间：
    2022-03
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Ziyuan Liu;Zhongyong Qiu;Chunju He
  • 通讯作者：
    Chunju He
Heparin-mimicking semi-interpenetrating composite membrane with multiple excellent performances for promising hemodialysis
具有多种优异性能的仿肝素半互穿复合膜有望用于血液透析
  • DOI：
    10.1016/j.memsci.2020.118740
  • 发表时间：
    2021-01
  • 期刊：
    Journal of Membrane Science
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Jianxiu Wang;Ziyuan Liu;Ming Qiu;Chunju He
  • 通讯作者：
    Chunju He
Facile and fast fabrication of high structure-stable thin film nanocomposite membrane for potential application in solvent resistance nanofiltration
简便快速地制造结构稳定的薄膜纳米复合膜，在耐溶剂纳滤中具有潜在应用
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2019.07.225
  • 发表时间：
    2019-12-01
  • 期刊：
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Chen, Yongliang;Toth, Milos;He, Chunju
  • 通讯作者：
    He, Chunju
Polypropylene Hollow-Fiber Membrane Made Using the Dissolution-Induced Pores Method.
采用溶解致孔法制造的聚丙烯中空纤维膜
  • DOI：
    10.3390/membranes12040384
  • 发表时间：
    2022-03-31
  • 期刊：
    Membranes
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
  • 通讯作者：

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ATRP和点击化学结合法制备PDMAAm-PDMS-PDMAAm嵌段聚合物
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  • 通讯作者：
    何春菊

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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