该项目属于材料科学、环境科学技术、预防医学与卫生学等学科交叉研究领域。

抗菌不锈钢是一种具有自主抑制和杀灭表面微生物的功能材料，能够有效减少致病微生物的传播和传染。但抗菌不锈钢在使用过程中表面容易沾染污物导致微生物滋生繁殖，进而降低甚至失去抗菌功能，严重限制了抗菌不锈钢的使用。因此，研究自清洁抗菌不锈钢材料对创建洁净和健康的生存环境具有重要意义。国内外学者通过在不锈钢表面涂覆自清洁抗菌材料进行功能化设计达到自清洁抗菌的目的。然而，现有自清洁抗菌不锈钢材料存在两大关键问题，如何解决涂层与不锈钢之间的应力差异而导致的剥落失效的问题以及如何构建高效的微观结构来提高自清洁抗菌性能。该项目在国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等项目资助下历经十余年研究，在不锈钢表面设计了多种维度的纳米结构，并系统研究了纳米结构形貌、组成、微米尺度设计与不锈钢表面性能之间的关系规律，揭示了纳米结构的生长机制，阐明了不锈钢表面纳米结构的自清洁和抗菌理论，取得了如下科学发现：

1.揭示了不锈钢表面抗菌元素浓度分布、纳米晶结构与抗菌活性之间的关系规律，发展了低剂量、高活性纳米晶抗菌理论，进一步提出了Ag/Zn、Ag/Cu复合金属离子协同抗菌的作用机理，双元离子注入不锈钢表面的注入剂量仅为单一离子注入剂量的50％时仍能保持良好的抗菌性能，抗菌活性和广谱性远超过单一离子注入抗菌不锈钢。纳米晶结构以合金化形式存在于不锈钢表面，有效解决了抗菌纳米涂层与不锈钢之间的应力差异而导致的剥落失效问题。

2.通过在不锈钢表面原位生长Fe₂O₃和Cr2O3纳米孔阵列薄膜使其具有显著的可见光光催化降解污染物性能，发展了可见光激活涂层自清洁抗菌理论，揭示了半导体材料之间的耦合作用机理对光生载流子分离效率的影响规律，为自清洁抗菌不锈钢表面功能化设计提供了理论支撑。

3.设计并合成了多种维度复合纳米结构体系，揭示了纳米结构的物理形态和化学组成在制备过程中的变化规律，发展了仿生涂层自清洁抗菌理论，系统研究了纳米结构形貌、组成、微米尺度设计与不锈钢表面性能之间的关系规律，阐明了多种维度复合纳米结构体系的产生机制对自清洁和抗菌性能的影响规律，解决了构建高效的微观结构来提高自清洁抗菌性能的问题。

项目期间发展了3类高效自清洁和抗菌不锈钢材料，发现并提出了不锈钢表面纳米复合结构的自清洁和抗菌机理，丰富了金属材料在材料科学、环境科学、预防医学与卫生学中的研究并推进了抗菌不锈钢的应用化进程。项目发表SCI论文41篇，授权中国发明专利7项，其中8篇代表性论文被引用200次，其中他引169次，单篇最高他引93次。

1. 下载详细PDF版/Doc版

提示：为方便大家复制编辑，博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。