钛凭借其高比强度、高耐蚀性、高耐热性和优异的生物相容性被广泛应用于船舶、海洋工程和生物医学等领域，包括石油天然气平台、海水淡化系统、热交换设备、医疗器械及外科矫形材料等。相关实验表明，在一些常用材料中，钛的防污性能较差，易被生物附着产生污损，如材料表面的海生物污损，矫形材料表面的细菌附着污损等，严重影响其正常使用性能，需要采取有效措施防止钛金属表面的生物污损。由于钛的应用环境复杂，涉及的污损生物种类繁多，如海洋中的硅藻，人体环境中的细菌等，如何实现广谱防污还是钛表面防污研究的难点。污损生物在材料表面的附着是以蛋白的吸附开始的，并通过化学键合、静电作用等方式进行固化粘附，最终形成附着污损。因此，研制抗蛋白吸附材料将有助于污损问题的解决。本文通过金属钛表面等离子体活化和氨基化处理，并以聚多巴胺为中间粘结层，通过原子转移自由基聚合（ATRP）实现了甲基丙烯酰氧乙基-N,N-甲基丙磺酸盐（SBMA）的接枝修饰，制备了具有良好抗蛋白吸附、防硅藻附着和抑菌的钛表面材料，并利用热力学方法探讨了其防污机制。首先考察了磷酸处理、等离子体处理，以及多巴胺处理三种活化方式对钛表面的影响，结合激光共聚焦显微镜、接触角测量仪和红外光谱等手段进行了分析与表征。实验表明，采用后两种表面活化方法处理后的钛金属表面平整、光滑，且活化分子层与钛金属表面结合牢固。在以上两种活化的钛金属表面上，通过ATRP聚合制备了接枝有SBMA的钛表面材料（TADBS），利用场发射电镜、红外光谱和能谱等测试手段对其进行了测试表征，利用牛血清白蛋白、硅藻对其防污性能进行了研究，利用电化学方法考察了SBMA接枝对钛金属耐腐蚀性能的影响。研究结果表明，中间活化处理产物TA与最终产物TADBS均能够提高钛表面的抗蛋白吸附性能，对羽状舟形藻附着的抑制率分别达到92.7%和98.7%，具有优良的防污性能，进一步分析表明，表面能中γ-部分可能是影响硅藻附着的关键因素。电化学测试结果显示金属钛表面修饰SBMA并不影响其耐腐蚀性能，反而因有机层的隔离作用耐蚀性能有所提高。为充分利用TA与TADBS表面残余的氨基与儿茶酚基团，通过其与银离子的络合作用将Ag引入到钛表面，探索制备了含银的TADBS–Ag和TA-Ag表面材料，大肠杆菌和远青弧菌培养实验表明，TA与TA-Ag抑制细菌附着的性能较差，TADBS具有较好的抑制细菌附着的能力，Ag的引入会进一步提高其抑菌性能。本文通过在钛金属表面修饰磺酸甜菜碱分子来防止蛋白吸附，抑制硅藻和细菌的附着，尽管显示了优良的防污性能，但要将其应用人体植入材料防污和海洋防污还有很多内容需要进一步深入研究和完善。