食品加工环境中各加工设备表面极易被细菌污染,各种清洁剂和化学消毒剂存在清洗不充分和细菌耐药性等问题,导致细菌在其表面滋生形成生物被膜,严重影响食品安全。因此,有待开发制备简单、可重复利用且不易使细菌产生耐药性的抗菌表面。由于大多数细菌带负电,本课题通过构建表面电势使材料表面获得抗菌性能。但采用传统的外接电源、表面修饰带电基团的方式构建的表面电势存在安全隐患、制备工序复杂和表面电势不稳定等问题。磁电复合材料具有内置电势的特性,且在磁场作用下,材料表面电势可以被灵活调控。1.本研究以铽镝铁/聚偏氟乙烯-三氟乙烯（Terfenol-D/P（VDF-Tr FE））磁电复合材料为研究对象,采用溶液浇铸法在洗净的不锈钢片表面浇铸一层Terfenol-D/P（VDF-Tr FE）磁电复合涂层,通过调整退火温度、Terfenol-D粒径及百分含量优化涂层制备工艺,获得结晶效果最好的Terfenol-D/P（VDF-Tr FE）涂层。结果表明,当TD粒径为2.6μm、添加量为10%,涂层在210℃进行退火处理时,可获得结晶效果最好的Terfenol-D/P（VDF-Tr FE）涂层。涂层在极化电压为1.5 k V下进行电极化可获得压电系数为20p C/N的P-CS（Polarized Coating@Stainless Steel）,且该P-CS材料可在外磁场（0-15000 Oe）驱动下发挥磁电耦合效应,从而实现材料表面电势的灵活调控。2.测试了P-CS材料在不同磁场（0、1000和1800 Oe）作用下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能,并研究了生物被膜在其表面的形成过程以及材料表面的电势在溶液和干燥环境中的稳定性。结果显示,P-CS材料表面具有抗菌性能,且在磁场强度为1800 Oe时,材料表面的抗菌效果最好。根据大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在P-CS表面的生长曲线可知,在6-10 h时细菌数出现下降,说明P-CS材料表面在对抗粘附阶段的细菌效果更好;在24 h后,细菌在P-CS材料表面的生长达到稳定期。P-CS材料表面的电势在溶液和干燥条件下都能保持稳定,表明涂层不易出现老化、脱落问题,P-CS材料可重复使用且其抗菌性能不易发生变化。3.从活性氧水平、ATP含量、呼吸链脱氢酶活性及细菌膜电位方面探究了P-CS材料表面电势的抗菌机制。结果显示,P-CS材料表面在水溶液中可形成微电场,该微电场不仅能在阴极表面产生ROS,还能引起细菌的H+消耗,加速胞内OH-的产生,从而抑制细菌细胞内ATP的合成。此外,该微电场还引起了细菌膜电位的超极化,造成细菌膜结构的重排。