透明自消毒涂层问世 多基材适配阻断病原体传播

高接触表面是病原体传播的重要载体，新冠病毒、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等病原体可在门把手、触摸屏、医疗设备等表面存活数小时至数天，传统人工消毒方式不仅耗时费力、成本高昂，还易因操作不当导致消毒不彻底，甚至催生耐药菌株。而现有抗菌涂层多存在透明度差、基材适配性有限、长期稳定性不足等问题，难以满足触摸屏、口罩等场景的使用需求。

此次研发的自消毒涂层以咪唑鎓氯化物聚合物为核心，团队通过优化烷基链长度，成功合成了三种不同链长的咪唑鎓甲基丙烯酸酯单体，其中含 6 个碳链的己基咪唑氯化物（IMHC）涂层表现最优，其亲水 - 疏水平衡特性可增强与病原体的相互作用，通过阳离子部分的静电吸附和烷基链的膜破坏作用，实现高效杀菌抗病毒。该涂层采用喷雾涂覆结合紫外固化的制备工艺，仅需 5 秒喷雾和 1 分钟紫外照射即可成型，涂层厚度可精准调控，且无需与基材形成共价键，凭借范德华力、静电作用等实现稳定附着，适配从硬质材料到柔性织物的多种基材。

图 1：图示紫外固化聚合合成抗菌涂层的原理，及喷雾涂覆于塑料盾牌后紫外固化的制备流程。

 在性能测试中，该涂层展现出卓越的广谱抗菌抗病毒能力，对革兰氏阳性菌（如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）、革兰氏阴性菌（如肺炎克雷伯菌、大肠杆菌）以及芽孢杆菌均有显著灭活效果，5 分钟内即可实现 1-3 个数量级的病原体减少，120 分钟内对部分病原体灭活率可达 99.9% 以上。针对流感病毒（H1N1 PR8、CA04）和人类冠状病毒（HCoV-229E、OC43），涂层也能有效破坏病毒结构，显著降低病毒基因表达水平，其中对冠状病毒的灭活率最高可达 6 个数量级。

 图2：呈现涂层的 FTIR 与透光光谱、接触角数据及 SEM 形貌，且展示其在多种基材上的透明涂覆效果。

尤为值得关注的是，该涂层具有优异的实用性能。其可见光透过率保持在 70%-87% 之间，应用于触摸屏、面罩等透明表面时，不会影响视觉效果和触控灵敏度；经过 50 次水洗或酒精擦拭循环后，仍能保持良好的抗菌活性；在 10%-97% 的宽湿度范围内稳定工作，长期储存 24 周后性能无明显衰减。当应用于医用口罩时，涂层在不影响口罩过滤效率（符合 NIOSH 42CFR84 标准）和透气性（符合 ASTM F2100-19e1 标准）的前提下，可赋予口罩自消毒功能，有效阻断口罩表面的病原体传播。

图3:对比不同涂层对肺炎克雷伯菌（液滴 / 气溶胶态）和 PR8 病毒的灭活效率，IMHC 涂层表现最优。

该涂层的制备工艺简单可控，适合大规模工业化生产，且无明显有害物质释放，安全性较高。其不仅可应用于医院、学校、银行等公共场所的高接触表面，还能适配手机触摸屏、医用防护装备、食品加工设备等多种场景，尤其解决了传统抗菌涂层在透明材质和柔性织物上的应用难题。

这种新型自消毒涂层的问世，突破了传统消毒方式的局限，通过材料创新实现了 "接触即消毒" 的持续防护效果，有望大幅降低病原体通过 fomite 传播的风险，减轻公共卫生防控压力。未来，该技术可进一步拓展至航天器舱室、食品包装等特殊场景，为构建全方位的防疫屏障提供重要技术支撑，对提升公共卫生安全水平具有重要意义。

参考文献：Kumaran S, Han S, Oh E, et al. Transparent UV‐Curable Self‐Sanitizing Coatings Applicable to Diverse Surfaces and High‐Touch Screens to Mitigate Deadly Pathogen Transmission[J]. Advanced Functional Materials, 2026: e24987.