封闭式光生物反应器在微藻培养当中,具有培养条件稳定,藻细胞生长速度快,培养密度大,生产周期短等优点,已成为近年来微藻研究进展最快的领域之一。但微藻细胞及其分泌物易黏附于反应器材料表面,导致光利用率减少、反应器清洗成本提高。因此,本文旨在对光生物反应器制造材料进行改性,赋予光生物反应器材料表面防污性能,抑制或减少微藻在反应器表面的黏附。要点如下:本文以聚乙烯薄膜(原始PE膜)为基材,三羟甲基氨基甲烷(Tris)为偶联剂,结合表面电晕技术和表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法得到表面接枝磺基甜菜碱两性离子聚合物(SBMA)的聚乙烯薄膜(PE-SBMA膜)。采用称重计量、凝胶渗透色谱(GPC)、红外衰减全反射-傅里叶变换(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜表面SBMA单体接枝密度、表面化学结构形态和表面形貌变化进行表征,确定SBMA被接枝到薄膜表面,并对接枝反应条件进行优化,结果表明:当ATRP反应4h时,PE-SBMA膜表面SBMA接枝密度为101.33μg/cm2, SBMA接枝链的数均分子量为4.2×103,接枝覆盖率为81.66%。通过视频接触角测定仪、蛋白吸附试验和细菌黏附实验对薄膜表面亲疏水性、抗蛋白吸附和细菌黏附性能进了考察。结果表明:当PE-SBMA膜表面SBMA接枝密度为101.33 μg/cm2时,PE-SBMA膜表面静态水接触角从原始PE膜的101.86°下降到67.27°。蛋白吸附量减少了79.84%,表面细菌黏附量降低2-3个数量级。最后以普通小球藻为模型藻种,模拟微藻培养环境,考察了薄膜表面抗微藻黏附性能,结果表明:当PE-SBMA膜表面SBMA接枝密度为101.33 μg/cm2时,在小球藻培养液当中浸泡一周后,PE-SBMA膜表面黏附的总固体物质量和微藻细胞数与原始PE膜相比、分别减少了 54.58%和81.69%。同时对薄膜表面进行冲刷实验,在同等-条件下(水压53 kPa、时间1min) PE-SBMA膜透光率恢复到初始值的71.41%,而原始PE-膜只有22.32%。说明表面接枝SBMA改性后的PE-SBMA膜不仅防污能力得到了提高,且膜表面的吸附物质更容易被清洗脱吸附。研制低成本、高效节能的光生物反应器,提高微藻产量的同时大幅度降低微藻培养的生产成本是未来微藻研究领域亟需解决的难题之一。而本文为制备防污、自清洁的微藻培养光生物反应器材料提供了一条有效途径,其将在微藻开发研究领域具有诱人的应用前景。