细菌等微生物在材料表面的粘附、增殖乃至生物膜形成,不仅破坏材料自身性能,引发的感染问题更对人类健康造成巨大危害。改变材料表面润湿特性,赋予其超疏水性能是阻止细菌在材料表面粘附、污染的有效手段。然而,超疏水表面在微生物环境中受其稳定性不足的影响,抵抗细菌粘附缺乏长效性,进而导致细菌感染的持续发生。因此,同时赋予材料表面超疏水特性和有效的杀菌活性,使其不仅可以抵抗大多数游离细菌的附着,还能对少量发生粘附的细菌进行灭活作用,实现抗-杀菌协同效果。本论文针对材料表面单一超疏水抗细菌粘附策略存在的不足,设计了集超疏水性和光学杀菌于一体的协同抗菌材料。该协同抗菌材料避免了对传统抗菌剂的依赖,极大降低了引发细菌耐药性的风险,并显著提高了功能材料的抗菌高效性、持久性和安全性。具体研究内容如下:1.细菌引发的生物材料表面污染,严重威胁着公众健康安全。研发具有优异抗菌性能且不引发细菌耐药性的功能表面意义重大。为此,我们提出以荷叶为仿生原型,通过简单的非溶剂诱导相分离方法,制备具有微/纳分级结构的超疏水-光动力疗法协同抗菌复合膜。得益于其良好的超疏水抗液体粘附性,复合膜在初始阶段可以抵抗大部分细菌粘附。而对于少量粘附的细菌,该复合膜在可见光照射下产生活性氧自由基（ROS）,通过高效的光动力杀菌方式完全根除,且有效避免细菌耐药性的产生。抗菌试验表明,在可见光照射20 min情况下,抗菌复合膜对革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性的大肠杆菌,铜绿假单胞菌,均表现出100%的协同抗菌效率。此外,全血粘附和自清洁实验结果证明复合膜具有良好的防污损性能。该协同抗菌复合膜可潜在用于抗细菌感染领域,并为设计安全、高效的抗菌材料提供了新思路。2.绝大多数病原性微生物可通过呼吸道飞沫传播。医用口罩通过有效阻断其传播途径,保护个体免受疾病感染。但是,绝大多数医用口罩不能自我消毒后重复使用,由此造成全球经济和资源消耗增加。为此,我们报道了一种光驱动超疏水自修复、光热消毒的可重复使用型医用口罩（PCNTs-HD8）。PCNTs-HD8口罩具有优异的超疏水性能（WCA:156.8°,RA:5.4°）,可阻止生物污染液滴在口罩表面聚集,对金色葡萄球菌（S.aureus）和铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）的抑制率分别提高至50.11%和60.44%。同时,该口罩显示了卓越的光热杀菌性能,表现为在模拟日光(0.2 W cm-2,300W)照射下表面温度迅速升至80℃,光照10 min可达到S.aureus 89.45%,P.aeruginosa 90.49%的协同抗菌效率。在经历12次化学刻蚀自修复后,PCNTs-HD8口罩的超疏水性能和光热转化性能无明显降低,为其在重复使用中保持高效的协同抗菌效率提供了可行性。此外,全血粘附和自清洁实验结果证实该抗菌口罩具有优异的防污损性能。因此,PCNTs-HD8口罩为防止细菌等微生物传播提供了良好的防护作用。