中文摘要：

在给排水系统中，大量材料表面浸没于富含微生物的水中，抑制或促进微生物附着和生物膜进程，对于系统处理效率和水质安全管理至关重要。基于以往有关材料表面与水体微生物相互作用的研究，本合作项目将探索细菌粘附于粗糙表面的机制和理论，尝试以一种全新方式——表面形貌模式，控制工程材料表面的生物膜发生与发展。我们将采用现代刻蚀法，制备纳米和微米级表面模式，评估其细菌粘附及生物膜发生性质；使用模式细菌，研究其与材料表面的物化作用，揭示表面形貌对细菌的排斥或诱导作用；统一EDLVO和热力学模型，来描述细菌-材料的相互作用；以qPCR和焦磷酸测序技术，分析表面菌膜的特定功能基因和菌属构成，诠释菌群对不同模式的表面形貌的响应；最终，我们将尝试设计抗菌垢和促菌膜的材料表面形貌模式。项目将填补工程实践中有关生物膜的多个边缘学科的知识空白，提高对于细菌附着材料表面的预测能力，建立有效调控细菌附着和生物膜发展的理论框架。