聚多巴胺辅助有机—无机复合材料的制备与应用研究

发布时间：2018-05-14 13:28

本文选题：多巴胺 + 碳酸钙　；参考：《陕西师范大学》2015年硕士论文

【摘要】：近年来,海洋贻贝类生物通过足丝分泌的黏附蛋白,具有高强度、高韧性、防水性以及极强黏附性等特点,引起人们极大的兴趣。大量研究表明：3’4-二羟基-L-苯基丙氨酸(多巴,DOPA)是海洋贻贝类生物分泌的相关黏附蛋白中的重要组成部分。而且,贻贝黏附蛋白所具有的这种超强黏附能力,主要与多巴中特有的分子结构以及其与基底材料的相互作用方式等相关。多巴胺作为多巴衍生物的重要成员,具有与多巴相似的结构和性质,同样可以实现对基材表面的黏附,因而引起了研究人员的极大关注。本论文基于对多巴胺的结构、性质以及聚合机理的了解,对海洋贻贝能黏附在不同材质表面的特性进行模拟仿生,通过多巴胺在碱性、有氧环境下的氧化自聚合,对不同基底材料仿生修饰上黏附性聚多巴胺(PDA)。聚多巴胺通过自身超强的黏附性,可实现对基材表面的功能化修饰。利用聚多巴胺中邻苯二酚等活性基团的作用,在基底材料表面通过不同的功能化途径引入功能性物质,制备具有不同功能特性的聚多巴胺类复合材料。通过研究聚多巴胺类复合材料的组成、结构与材料性能之间的构效关系,为其在不同领域中的应用提供理论依据。具体研究内容及结果如下：(1)以硅片为基材,通过聚多巴胺仿生修饰,在其表面形成聚多巴胺膜。聚多巴胺膜表面含有丰富的功能性邻苯二酚基团和氨基基团,可以作为调控碳酸钙矿化的有机基质。以CaCl2溶液为钙源,通过(NH4)2CO3的分解来提供CO2气体,在有机基质聚多巴胺和酸性大分子聚丙烯酸(PAA)的协同作用下,调控碳酸钙的矿化,最终构筑聚多巴胺-碳酸钙有机-无机复合涂层。通过SEM、XRD、IR对不同矿化天数下形成的碳酸钙表征分析,提出了碳酸钙薄膜的形成机理。(2)以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,苯乙烯为单体,通过分散聚合的方法制备出单分散PS微球。以PS微球为基材,在其表面实施聚多巴胺仿生修饰,形成PS/PDA模板微球。利用PDA表面的功能基团,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱液,通过仿生硅化制备“草莓型”PS/SiO2复合微球。对PS/SiO2复合微球的组成、结构做了表征分析,提出了“草莓型”PS/SiO2复合微球的形成机理。并进一步对由“草莓型”PS/SiO2复合微球构筑的超疏水和超亲油界面进行了研究。(3)同样以PS/PDA为模板微球,[Ag(NH3)2]+作为前驱液,通过表面聚多巴胺层的作用,将Ag[(NH3)2]+结合到PS模板微球表面,并原位还原成Ag纳米粒子,成功地制备负载Ag纳米粒子的PS/Ag复合微球。对PS/Ag复合微球的组成、结构做了表征分析,提出了PS/Ag复合微球的形成机理。并将其作为一种新型抗菌材料进行研究,考察了其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能以及针对人胚肾细胞(HEK239T)的生物相容性研究。(4)在碱性乙醇-水介质中通过多巴胺的氧化自聚合形成单分散的PDA微球,以PDA微球为模板,模拟人体组织内环境中磷灰石的形成机理,在模拟体液(SBF)中诱导羟基磷灰石(HAP)的矿化反应,利用一种仿生方法制备仿骨组织的聚多巴胺-羟基磷灰石(PDA/HAP)有机-无机复合材料,并利用TEM、SEM、XRD、TGA对复合材料表征分析。
[Abstract]:This paper studies the structure , properties and mechanism of poly dopamine ( DOPA ) , which can be used as an important component in the surface of marine mussel . The results are as follows : ( 1 ) The surface of the substrate is modified by oxidation of dopamine in alkaline and aerobic environment . The formation mechanism of PS / SiO2 composite microspheres was studied by using PS / PDA as template . The formation mechanism of PS / SiO2 composite microspheres was studied .

【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB33

【共引文献】