Al0.4CoCrCuFeNi高熵合金在生活环境中的抗菌性能

目的 利用高熵合金多主元的设计思想,添加高含量的铜制备出具有优良机械性能的新型含铜抗菌高熵合金(Antibacterial High-entropy Alloy),探究其在多种复杂生活环境中服役时的抗菌性能。方法 通过XRD分析高熵合金的物相组成。通过拉伸试验研究该高熵合金的机械性能。采集多种生活环境下的微生物群落,通过平板涂布、场发射扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜观察细菌生长与成膜形貌,对比分析高熵合金的抗菌性能。通过基因测序,经由OTU聚类分析与物种分类学分析等研究手段,统计和分析菌落结构与物种多样性。通过活性氧簇分析,探究高熵合金的杀菌机理。结果 Al0.4CoCrCuFeNi高熵合金的屈服强度为(308±10) MPa,高于传统抗菌不锈钢材料。通过抗菌试验结果得出,高熵合金的抗菌率达到99.99%以上。通过扫描电镜分析和活死染色结果,发现AHEA表面菌落数量显著减少且几乎没有任何活的微生物。此外,通过测序结果可以看出,易黏附于普通金属样品表面的优势菌种多为有害致病菌,包含细菌和真菌,而AHEA对它们有着良好的抑制作用。结论 AHEA可以作为一种高效的抗菌材料,不仅能防止细菌在金属材料表面繁殖生长,还能有效抑制真菌生长和生物被膜的形成,综合性能远优于传统抗菌合金。