研究人员利用银纳米颗粒高效广谱的抗菌性能，结合贻贝仿生多巴胺表面修饰方法，以膜表面形成的聚多巴胺层为中间层和结合位点，实现银纳米颗粒在聚酰胺复合膜（TFC膜）表面的原位生长，直接赋予膜本身抗生物污染能力，提高TFC膜在实际应用中的抗生物污染能力。研究表明，形成的银纳米颗粒与膜表面之间有强的作用力，银离子释放速率缓慢，一个月内的释放量仅为膜表面银总含量的1.58%。同时，该方法可以实现银纳米颗粒在膜表面的多次重复生长，从而赋予TFC膜持久的抗菌性能。该方法过程简单，反应条件温和，无需复杂或大型设备，可以对膜组件进行抗菌改性，易于大规模应用推广（ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 8 (33), 21666–21673）。
图1. TFC膜原位生成银纳米颗粒
在此基础上，为进一步降低成本和简化改性过程，研究人员利用成本更低的铜作为抗菌剂，一步实现膜表面抗菌改性。该方法通过将膜直接浸泡含二价铜离子和多巴胺的溶液，以二价铜离子和氧气作为氧化剂，可在酸性条件(pH 4.5)下诱导多巴胺的快速聚合，实现在膜表面聚多巴胺的快速沉积，同时将铜离子牢固地络合在膜表面。研究发现，该方法不受膜表面物理化学性能的影响，可在不同膜表面引入铜离子，且引入的铜离子赋予膜表面优异的抗菌性能，从而抑制膜表面微生物的生长繁殖 (Chemical Communications, 2016, DOI: 10.1039/C6CC06015C)。
图2. 一步法实现膜表面络合铜离子
该研究受到中科院一三五重点培育，国家自然科学基金面上项目，山东省科技发展计划的支持。
