分级表面织构增强海洋假单胞菌对316L不锈钢的接触杀灭效应

《Surfaces and Interfaces》：Hierarchical Surface Texturing Increases the Contact-Killing Effect of Marine Bacteria Pseudomonas sp . on 316L Stainless Steel

本文探讨了通过光刻和湿法蚀刻技术在316L不锈钢表面构建分级微纳织构，系统研究其对海洋假单胞菌（Pseudomonas sp）的接触杀灭机制。研究通过原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）等技术证实，分级织构可调控表面化学组成、润湿性及抗菌性能，为海洋环境中微生物腐蚀（MIC）防护提供了创新表面工程策略。

　　

Highlight

本研究主要结果强调，采用分级图案进行表面织构可促进表面化学、润湿行为和抗菌响应的变化，且这些变化高度依赖于图案的尺寸尺度。

结论

通过光刻和蚀刻工艺实现的表面织构引入了具有不同周期性的分级特征，改变了表面的形貌、粗糙度、表面化学和润湿性能。这些变化显著影响了假单胞菌（Pseudomonas sp）的细菌粘附性和存活率，如接触杀灭试验中所观察到的。

XPS和GDOES分析揭示了处理样品表面氧化程度的增加以及铁物种分布的变化。蚀刻样品显示出最高的氧化铬/氧化铁比率，这可能有助于其改善的耐腐蚀性。润湿性测量表明，所有织构表面均变为亲水性，而分级图案表面表现出最高的亲水性，这归因于其增加的表面能和分层形貌。

抗菌测试表明，与抛光表面相比，具有分级图案的样品显著增强了接触杀灭效果。这种增强的抗菌性能与表面化学、润湿性和分级形貌的协同效应有关。这些发现表明，通过控制表面织构参数（如特征尺寸和分布），可以设计出具有增强抗菌性能的不锈钢表面，以用于海洋环境等易受微生物腐蚀影响的场合。