【摘 要】
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氧化锌作为一种宽带隙的半导体材料，是一种新型多功能无机材料。由于本身具有优良的光学、电学、润湿性以及抗菌性等优良性能，在光电材料、纳米材料、光催化材料以及无机抗菌材
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氧化锌作为一种宽带隙的半导体材料，是一种新型多功能无机材料。由于本身具有优良的光学、电学、润湿性以及抗菌性等优良性能，在光电材料、纳米材料、光催化材料以及无机抗菌材料方面都有非常广泛的应用。近年来，对氧化锌进行改性来提高它的润湿性转换速率、光催化性能以及抗菌性能等方面的研究备受关注，也应用在自清洁、“光开关”以及无机抗菌剂等诸多方面。它的实现不论是对高科技的发展，还是日常生活等方面都将产生重大而深远的影响。本论文基于固体表面浸润性理论，通过改变影响固体表面润湿性的两个因素——表面自由能和表面结构，设计出超疏水表面，实现了对固体表面浸润性的控制，获得了润湿性转换速率良好的超疏水表面，为氧化锌在润湿性转换方面的进一步应用奠定了理论和实验基础。并且针对氧化锌的抗菌性能及其抗菌机理等方面问题进行了初步研究。本论文的主要内容如下：（1）采用水热法制备了纳米ZnO粉体材料。通过改变其水热反应时间，得到具有粒径大小不同的纳米级ZnO粉体，通过修饰低表面能物质得到了良好的疏水表面，其与水的接触角可达到131.3°。（2）制备ZnO/Ag复合膜和粉体材料。在制备ZnO/Ag复合膜过程中，通过对其掺Ag量的改变和优化实验参数，得到具有微纳米级的表面，通过表面修饰低表面能物质得到超疏水性表面；对ZnO/Ag超疏水复合膜的研究发现，通过改变其Ag的掺杂量，得到了最佳ZnO/Ag超疏水表面，其与水的接触角可达到160.5°。并研究了其在紫外光照射下的润湿性转换性能，发现一定量的Ag掺杂可显著提高其在紫外光照后的润湿性转换速率，并且在紫外光照与黑暗交替下观察了ZnO薄膜的超亲水与超疏水的可逆转换。通过K-B纸片扩散法观察到，在一定掺杂量时ZnO/Ag超疏水复合膜对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌以及绿脓杆菌四种菌的抗菌活性优于未掺杂的ZnO薄膜。（3）在制备ZnO/Ag复合膜的理论基础上，在哈氏合金基体上构筑了掺TiO2的ZnO/TiO2超疏水复合膜。在ZnO/TiO2研究的基础上发现，改变掺TiO2量的梯度，得到最佳ZnO/TiO2超疏水复合膜，其与水的接触角达到159.1°,在紫外光照后其润湿性转换速率明显比未掺杂ZnO膜的润湿性转换速率加快。通过最小抑菌浓度法观察发现，ZnO/TiO2样品对金黄色葡萄球菌可能具有专一特殊的抗菌性能，且一定掺杂量时ZnO/TiO2样品对四种测试菌最小抑菌浓度可达到62.5～125μg·mL-1，参照HG/T3794.2005标准，可见本实验的ZnO/TiO2抗菌剂的抗菌性能指标远超过普通无机抗菌剂，为无机抗菌剂开发利用奠定了一定的基础。
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