摘要：目的为克服纳米氧化钦在黑暗条件下不具有抗菌效果这一缺点,使用抗菌金属元素Cu、Zn和Ag掺杂以提高其抗菌性能。方法利用大气等离子喷涂技术在钛合金表面制备Cu、Zn和Ag掺杂的Ti02复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),对涂层的物相组成和表面形貌进行表;^利用接触角测量仪、三位轮摩仪、电化学工作站和电感耦合等离子体原子发射光谱,对涂层的亲水性、表面粗糙度、耐腐蚀性能和抗菌离子释放情况进行表征。利用细菌和涂层共培养实验来评价涂层的抗菌效果。结果抗菌金属元素掺杂没有改变TiO2涂层的主要相结构,涂层主要由金红石相组成。涂层具有微米级的表面粗糙度,表面由粒径小于50nm的粒子组成。掺杂使Ti02涂层的亲水性略有降低。Cu摻杂的涂层的耐腐蚀性能大幅提升,抗菌金属离子在各涂层中都可以释放,且Cu掺杂涂层中的释放量最高。与细菌共培养24h之后,TiO2涂层没有显示出抗菌效果,掺杂后涂层表现出优异的抗菌性能。在有水存在的条件下进行紫外光预辐照,可以显著提高TiO2涂层的抗菌性能,且掺杂后的涂层在经过预辐照后抗菌性能的提升大于Ti02涂层。结论抗菌金属元素掺杂不改变涂层结构,同时大幅提高了等离子喷涂TiO2涂层在黑暗条件下的抗菌性能,紫外预辐照处理能够使没有抗菌性能的於02涂层具备抗菌效果,也能进一步提升掺杂涂层的抗菌效果。

关键词：等离子喷涂 氧化钛 掺杂 纳米结构 抗菌性能 

单位：常州大学材料科学与工程学院; 江苏常州213164; 中国科学院深圳先进技术研究院人体组织与退行性中心; 广东深训518055