Biofouling är ett globalt problem som leder till allvarlig försämring efter att ett substrat kommer i kontakt med havsvatten. Traditionella polymerer och andra antifouling-beläggningar lider av dålig mekanisk och kemisk stabilitet, som minskar den antibakteriella och antibiofouling-prestandan vid fortskridande av användningstiden.

I en studie publicerad i ACS tillämpade material och gränssnitt , forskare rapporterar om utvecklingen av en biomimetisk diamantfilm som samtidigt uppnådde superhydrofobicitet, självrengörande, antibakteriell effekt, antibiofouling, mekanisk robusthet och kemisk stabilitet. Denna studie genomfördes av prof. TANG Yongbing och hans medarbetare från Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) vid den kinesiska vetenskapsakademin.

Inspirerad av mikro- och nanostrukturerna på taro- och lotusbladen, forskarna designade kreativt den hierarkiskt strukturerade diamantfilmen. De syntetiserade det via en ny bottom-up-strategi baserad på kemisk ångavsättning med varmfilament (HFCVD) och tvåstegs självmonterande såningsprocesser.

De strukturerade diamantbeläggningarna konstruerades framgångsrikt på olika kommersiella substrat, inkluderar legeringar, kisel, kvartsglas, och keramik, med stor skala och komplexa geometrier. Experimenten visade att de hierarkiska diamantytorna i mikro- och nanometerstorlek har en inneboende superhydrofobicitet, vilket också stötte bort mikrobiell vidhäftning.

I synnerhet, de biomimetiska hierarkiska diamantbeläggningarna minskade bakteriers vidhäftning med 90-99 % och i den marina miljön, minskade vidhäftningen av grönalger med mer än 95 %.

Även efter långvarig nedsänkning i havsvatten, den antibakteriella effekten kvarstod, och filmens nötningsbeständighet var 20 gånger större än rena kommersiella substrat.