中文摘要：

抗菌不锈钢是近年来研究发展的一类具有强烈广谱抗菌功能的不锈钢新材料，然而迄今为止，抗菌不锈钢的生物腐蚀行为及其作用机理方面还缺乏深入研究。本项目拟针对不锈钢等金属材料发生微生物腐蚀的生物膜形成机制，利用含铜抗菌不锈钢具有的强烈和广谱抗菌特性，通过模拟典型的微生物腐蚀环境，与普通不锈钢进行对比，系统和深入地研究抗菌不锈钢对水生环境中典型细菌的杀灭作用、抗菌不锈钢的微生物腐蚀行为及相关作用机理，为发展具有耐生物腐蚀特性的不锈钢新材料提供理论依据和奠定技术基础，同时还对推动抗菌不锈钢的应用和发展具有重要意义。

结论摘要：

抗菌不锈钢是近年来研究发展的一类具有强烈广谱抗菌功能的不锈钢新材料，然而迄今为止，抗菌不锈钢的生物腐蚀行为及其作用机理方面还缺乏深入研究。本项目针对不锈钢发生微生物腐蚀的生物膜形成机制，利用含铜抗菌不锈钢具有的持久和广谱抗菌特性，通过模拟典型的微生物腐蚀环境，与普通不锈钢进行对比，系统和深入地研究了抗菌不锈钢对水生环境中典型细菌的杀灭作用、抗菌不锈钢的微生物腐蚀行为及表面生物膜的形成特征、细菌成活率、细菌形貌变化等，进而探讨抗菌不锈钢耐微生物腐蚀作用机理。结果表明，与普通不锈钢相比，含铜抗菌不锈钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均能达到99.9%以上，并且能够显著降低硫酸盐还原菌的细菌浓度，抑制其繁殖速度，然而对铁氧化细菌繁殖的抑制能力有限。研究还发现，304含铜抗菌不锈钢（304CuSS）通过对大肠杆菌的抗菌作用有效地抑制了其表面生物膜的附着，或者导致了生物膜的迁移，从而降低了生物膜对其腐蚀电位的影响。含铜不锈钢在大肠杆菌溶液中浸泡21天后表现出较为优异的耐微生物腐蚀能力，普通不锈钢（304SS）表面的最大点蚀深度为13.4μm，而304CuSS表面的最大点蚀深度仅为8.3μm，比前者减少了38%。此时304CuSS的点蚀电位为180 ± 7mV，304SS的点蚀电位为80 ± 7mV，从而证明了304CuSS在菌液中的耐微生物点蚀的能力。此外，304CuSS表面仅附着了低密度的生物膜，证实生物膜不易粘附在其表面。由于细菌生物膜在材料表面的附着，阻止了微环境溶液中的氧向样品表面进行扩散，导致浸泡304SS菌液的pH值增加更快。304CuSS在金黄色葡萄球菌、硫酸盐还原菌以及铁氧化细菌溶液中也表现出了相近的生物腐蚀行为。即使在混合细菌环境中，304CuSS仍能表现出较为优异的抗菌能力，与普通不锈钢相比，提高了抑制混合细菌繁殖的能力。不锈钢在大肠杆菌和硫酸盐还原菌溶液中浸泡28天后，304CuSS与304SS相比，点蚀电位提高了120mVSCE；随着材料在菌液中浸泡时间的延长，大肠杆菌和硫酸盐还原菌的混合细菌极易在304SS表面形成大量细菌生物膜。其表面的阴极还原过程由于受到微生物酶的生物电化学催化而加速，促进了材料表面点蚀现象的发生。本项目研究成果为发展具有耐生物腐蚀特性的不锈钢新材料提供了理论依据和奠定了技术基础，同时对推动抗菌不锈钢的应用和发展具有重要意义。