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随着电子科技的快速发展,触摸屏被广泛应用到各种电子设备上,然而,其便利生产生活的同时也给人们的健康带来了隐患:一、触摸屏表面难以清洁和消毒,大大增加了病原体传播的几率;二、触摸屏表面反射紫外光,会给使用者带来各种健康隐患;三、公共设备上的触摸屏易受机械损伤,不仅降低了面板表面的清晰度,而且细菌在划痕部分粘附、繁殖易形成生物膜。鉴于此,本文设计在触摸屏表面构筑一种具有抑菌、选择性吸收紫外光和自修复功能的涂层,在保护使用者健康的同时防止因涂层机械损伤导致的防护功能损失。研究内容如下:1、以生物相容性高分子聚季铵盐-10(PQ)和天然高分子海藻酸钠(SA)为基元制备复合微凝胶,然后采用浇筑自组装法在触摸屏表面构筑PQ/SA微凝胶涂层,再用过氧钛酸(PTA)交联涂层然后水解过氧钛酸,可在涂层中原位形成大量均匀分散的紫外光吸收剂——纳米二氧化钛(TiO2),获得PQ-TiO2-SA复合涂层。TiO2与涂层中的聚合物间可形成配位键和离子键,这一策略既能解决传统自组装法构筑无机纳米微粒涂层均匀性差的问题,也能解决浇筑自组装水溶性聚合物涂层耐水性差的问题,同时也为涂层内部的聚合物链保留了一定的流动性。详细研究PQ和SA的投料比对涂层耐水性、吸收紫外光能力、自修复能力、抗老化能力及抑菌性能的影响,优化涂层制备条件。结果表明,当PQ和SA的质量比为2:1时,PQ2-TiO2-SA1涂层可有效吸收中波紫外光UV-B并能透过可见光,在水溶液中稳定,可修复25μm宽的划痕。2、为进一步增强涂层的抑菌性能,同时防止细菌产生耐药性,选择白藜芦醇和槲皮素两种植物活性成分作为抗菌剂用于制备复合涂层。首先,利用溶剂交换法和硼酸酯化反应制备白藜芦醇硼酸酯(ReB)和槲皮素硼酸酯(QuB)水溶胶,解决两个抗菌剂水溶解性差的问题;详细研究药物纳米微粒的尺寸、带电性质、微观形貌,分析其形成机理。然后,利用浸润法将药物纳米微粒装载到PQ-TiO2-SA涂层内,获得抑菌和吸收紫外线的复合功能涂层。对复合涂层进行系统表征和性能研究,结果表明,与直接吸附抑菌剂分子相比,涂层对纳米抑菌剂的吸附量更大,且抑菌剂更容易在生理环境中缓慢释放出来;载药涂层与PQ-TiO2-SA相比具有更加优异的抑菌活性,对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抑制率分别超过99%和95%;损伤修复实验结果表明,纳米抑菌剂的引入并未影响涂层的自修复功能,其表面宽约25μm的物理划痕可在30 s内自动修复;铅笔硬度测试表明,涂层耐5H铅笔刮擦;涂层与基底间的粘附等级为5A级;光谱学实验结果表明,涂层不仅对中波紫外光的透过率(T280 nm)接近于0,甚至对诱发皮肤黑色素生成和损伤视力的长波紫外光(UVA)以及蓝光都有良好的吸收效果,且不影响可见光的透过。