CN106967228A - 一种普适、高效的材料表面改性方法 - Google Patents

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Abstract

一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：1）配置多巴胺溶液；2）基材表面处理，洗涤，保存备用；基体材料用前吹干；将基片置于多巴胺溶液中，取出吹干备用；3）基于多巴胺涂层接枝PEI层，配制Tris·HCl溶液密封保存；配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液待用；将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应，可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应后，用镊子取出，吹干后备用；4）接枝活性引发剂；5）表面引发聚合；将引发剂固定于不同基材表面，采用表面引发聚合的方法，在不同基材表面制备不同种类的聚合物刷，本发明具有温和、普适的优点。

Description

一种普适、高效的材料表面改性方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种普适、高效的材料表面改性方法。
背景技术
材料在社会的发展中扮演着重要的角色，随着社会的发展，对材料表面性能的要求也越来越精细化。普适、高效的表面改性方法目前已经成为科学家研究的热点领域。材料表面直接与外部相接触，材料的表面性质直接决定和限制了材料的应用领域。大多数材料在实际使用时并不能达到所需的要求，往往要对材料进行表面修饰。表面改性技术是对材料的表面进行处理的技术，通过运用物理技术或化学反应去改变试样的表面组成，从而改变其表面性质。表面改性技术是优化材料性能的关键技术之一，对提高材料的应用性能和价值起着至关重要的作用。
表面改性是在保持材料整体性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲疏水性、生物相容性、抗污性能、抗菌性能等。材料表面改性的方法有很多，按材料表面是否有新的覆盖层产生可分为涂层法和无覆盖层法。而材料表面涂层按材料表面与涂层相互作用的机理又可分为共价键合表面涂层和非共价键合表面涂层。共价键合表面涂层，是指聚合物涂层与基底之间是靠共价键相结合的，通常这样制备所得到的涂层具有很好的稳定性，但是制备过程相对复杂且可控性差。非共价键合的表面涂层主要是通过氢键、静电相互作用或疏水相互作用等较弱的物理相互作用将聚合物涂层固定在被修饰材料表面，此类涂层制备过程简单快速，不改变基材,可以大量生产和重复使用，但是对溶剂和表面有局限性，且涂层在基材表面不够稳定和牢固，很容易从基底表面脱落，不能长期使用。无覆盖层的表面改性方法是指改变材料表面性质却无新涂层形成的改性方法，这种技术用来改性材料表面上已有的原子，但没有粘附形成明显的涂层。该类方法应用到一些特定类型的材料体系更具优势。
其中通过共价键作用制备聚合物涂层稳定性好，被广泛应用。有两种基本策略，“接枝到表面（grafting to）”和“从表面引发聚合（grafting from）”。“Grafting to”的方法是指将末端带有功能基团的聚合物链接枝到基材表面，并且能与基材表面的官能团发生反应形成共价键。与其他表面接枝聚合物方式相比，“grafting to” 最大的优势是聚合物在固定至表面之前可以预先经过设计、通过各种化学或物理手段得到完全的表征，从而得到具有预期结构与性能的聚合物改性表面。而且，这种接枝过程相对容易。但是由于空间位阻的存在，接枝密度小，表面覆盖率低。 “ Grafting from”也称作表面引发聚合，它可以很好的控制接枝聚合物的结构、密度和链长。“ Grafting from” 先将具有表面引发能力的化合物固定于基材表面，然后通过聚合反应从表面引发单体聚合，形成聚合物刷。聚合物链从表面引发和增长，可以获得非常理想的接枝密度，也可以控制聚合物涂层的厚度。该方法最大的优点是适用于多种单体、聚合条件温和。但是，该方法存在的问题是适用的基材范围比较窄。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种普适、高效的材料表面改性方法，在不同基材表面制备不同种类聚合物刷改性涂层，先通过多巴胺介导涂层的方法将引发剂固定于不同基材表面，采用表面引发聚合的方法，在不同基材表面制备不同种亲疏水性的聚合物刷。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种普适、高效的材料表面改性方法，通过多巴胺介导涂层的方法将引发剂固定于不同基材表面，采用表面引发聚合的方法，在不同基材表面制备不同种类的聚合物刷；包括以下步骤：
步骤1，将多巴胺(DA)溶解在Tris·HCl缓冲液中，Tris·HCl缓冲液的pH=8.5，制成多巴胺溶液；
步骤2，将不同基体材料的表面处理后浸入上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出冲洗，氮气吹干备用；
步骤3，将聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris·HCl溶液中，将已涂覆好PDA层的基片置于聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，获得已接枝好聚乙烯亚胺（PEI）层的基片，后取出冲洗，氮气吹干备用；
步骤4，用4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）、1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）制备NHS-ACVA活性酯；将已接枝好聚乙烯亚胺（PEI）层的基片放入NHS-ACVA活性酯溶液中，封口，室温、搅拌下过夜，获得已接好活性引发剂层的基片，后取出冲洗，氮气吹干备用；
步骤5，取可聚合单体溶于溶剂中，将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，于70℃在N2保护下搅拌过夜，聚合时视所用单体及单体浓度选择合适的溶剂，可实现对于不同基材表面采用不同种类的聚合物刷进行改性。
所述的多巴胺在Tris·HCl缓冲液中的浓度都为1～3mg/mL。
所述的步骤2中的不同基体材料的表面处理方法根据不同的基体材料，又包括不同的处理方法，具体为：
玻璃片的处理方法：用玻璃刀将玻璃片分割成1×1cm2的小片，在超纯水中洗三次伴随超声，每次10-20分钟；然后使用 95％乙醇洗两次伴随超声，每次8-12分钟；再使用5％的NaOH伴随超声洗两次，每次10-20分钟；最后使用蒸馏水反复洗涤，超纯水中保存备用；
硅片的处理方法：将硅片分割成1×1cm2的小片，用丙酮超声处理15min，然后在甲醇中超声清洗15min，最后在超纯水中超声清洗15min，重复3次，氮气吹干，然后在紫外灯下臭氧处理20min。再将处理好的硅片置于食人鱼溶液中于100℃水浴下反应2h，待其冷却后取出羟基化硅片，用超纯水反复漂洗，氮气吹干，置于60℃真空干燥箱中烘；所述的食人鱼为浓硫酸与浓度30%的双氧水的混合液，二者按3:1的体积比混合；
基体材料为塑料片（PP)的表面处理方法：先切割成分割成1×1cm2的小片，先在异丙醇中洗两次伴随超声，每次10-20分钟，然后使用超纯水洗三次伴随超声，每次10-20分钟，超纯水中保存备用；
基体材料为不锈钢片的表面处理方法：先切割成分割成1×1cm2的小片，依次于乙醇，丙酮，异丙醇中洗一次伴随超声，每次10-20分钟，然后使用蒸馏水洗三次伴随超声，每次10-20分钟，最后超纯水中保存备用；
上述不同基体材料使用前都要用氮气吹干。
聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris·HCl溶液的浓度都为2～6mg/mL。
所述的NHS-ACVA活性酯溶液的制备方法包括：在溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中按ACVA：EDC：NHS=1;3:3～1:5:5d 比例加入ACVA、EDC、NHS，室温下搅拌24小时，制备NHS-ACVA活性酯溶液。
本发明的有益效果：
多巴胺(dopamine)是一种生物神经递质,在水溶液条件下，它能在溶解氧的作用下发生氧化-交联反应，形成强力附着于固体材料表面的聚多巴胺复合薄层，可在几乎任何一种固体材料表面形成紧密附着的复合层，这种粘附具有温和、普适的优点，应用到表面改性中具有很大优势。
本发明通过多巴胺介导涂层的方法将引发剂固定于基材表面，采用表面引发自由基聚合的方法对材料进行表面改性。由于多巴胺及其衍生物可以在温和条件下粘附至几乎任何基材表面，这种方法有望成为一种普适的表面改性方法。采用表面引发自由基聚合地方法条件温和无需严格除氧，可以优化表面改性的实验条件。这种方法有望解决当前表面改性方法受基材限制应用面不够广，受改性的实验条件限制量产难度大等问题。
附图说明
图1 为不同浓度MPC改性硅片表面的接触角条形图。
图2 为不同浓度NIPAM改性硅片表面的接触角条形图。
图3 为不同浓度MPC改性硅片表面聚合物涂层的厚度条形图。
图4为不同浓度NIPAM改性硅片表面聚合物涂层的厚度条形图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
分别选用硅片、玻璃片、聚丙烯塑料片以及不锈钢片作为不同类型的基材代表，选用2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱（MPC）和异丙基丙烯酰胺（NIPAM）分别在水溶液以及有机溶剂二氧六环中进行表面改性。
实施例1：基材采用玻璃片
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液中,溶液的pH=8.5，配制浓度为1mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为玻璃片的表面处理方法：用玻璃刀将玻璃片分割成1×1cm2的小片，先在超纯水中洗三次伴随超声，每次20分钟；然后使用 95％乙醇洗两次伴随超声，每次12分钟；再使用5％NaOH洗两次伴随超声，每次20分钟；最后使用蒸馏水反复洗涤，超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制2mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=1;3:3的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗5次以上，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制浓度为0.01g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复步骤的实验。
实施例2，基材采用玻璃片
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液中,溶液的pH=8.5，配制浓度为2mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为玻璃片的表面处理方法：用玻璃刀将玻璃片分割成1×1cm2的小片，先在超纯水中洗三次伴随超声，每次10分钟；然后使用 95％乙醇洗两次伴随超声，每次8分钟；再使用5％NaOH洗两次伴随超声，每次10分钟；最后使用蒸馏水反复洗涤，超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制4mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=1;4:4的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次以上，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.06g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复步骤的实验。
实施例3，基材采用玻璃片
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液中,溶液的pH=8.5，配制浓度为3mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理
基体材料为玻璃片的表面处理方法：用玻璃刀将玻璃片分割成1×1cm2的小片，先在超纯水中洗三次伴随超声，每次15分钟；然后使用 95％乙醇洗两次伴随超声，每次10分钟；再使用5％NaOH洗两次伴随超声，每次18分钟；最后使用蒸馏水反复洗涤，超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=,1:5:5的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗10次以上，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取NIPAM单体溶于二氧六环中，配制浓度为0.50g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
实施例4：基材采用硅片
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为1mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为硅片的表面处理方法：将硅片分割成1×1cm2的小片，用丙酮超声处理15min，然后在甲醇中超声清洗15min，最后在超纯水中超声清洗15min，重复3次，氮气吹干，然后在紫外灯下臭氧处理20min，再将处理好的硅片置于食人鱼溶液中于100℃水浴下反应2h，待其冷却后取出羟基化硅片，用超纯水反复漂洗，氮气吹干，置于60℃真空干燥箱中烘；所述的食人鱼为浓硫酸与浓度30%的双氧水的混合液，二者按3:1的体积比混合；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL、3mg/mL、6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=1;3:3的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.01g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复上述步骤5的实验。
实施例5，基材采用硅片
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为1.5mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为硅片的表面处理方法：将硅片分割成1×1cm2的小片，用丙酮超声处理15min，然后在甲醇中超声清洗15min，最后在超纯水中超声清洗15min，重复3次，氮气吹干，然后在紫外灯下臭氧处理20min，再将处理好的硅片置于食人鱼溶液中于100℃水浴下反应2h，待其冷却后取出羟基化硅片，用超纯水反复漂洗，氮气吹干，置于60℃真空干燥箱中烘；所述的食人鱼为浓硫酸与浓度30%的双氧水的混合液，二者按3:1的体积比混合；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成3mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=1;4:4的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.04g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复上述实验。
实施例6，基材采用硅片
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为3mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为硅片的表面处理方法：将硅片分割成1×1cm2的小片，用丙酮超声处理15min，然后在甲醇中超声清洗15min，最后在超纯水中超声清洗15min，重复3次，氮气吹干，然后在紫外灯下臭氧处理20min，再将处理好的硅片置于食人鱼溶液中于100℃水浴下反应2h，待其冷却后取出羟基化硅片，用超纯水反复漂洗，氮气吹干，置于60℃真空干燥箱中烘；所述的食人鱼为浓硫酸与浓度30%的双氧水的混合液，二者按3:1的体积比混合；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=,1:5:5的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗20次，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取NIPAM单体溶于二氧六环中，配制成浓度为0.50g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
实施例7，基材采用塑料片（PP)
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为1mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为塑料片（PP)的表面处理方法：将塑料片分割成1×1cm2的小片，先在异丙醇中洗两次伴随超声，每次10分钟，然后使用超纯水洗三次伴随超声，每次10分钟，超纯水中保存备用；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按如下比例配制ACVA：EDC：NHS=1;3:3的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗20次，N2吹干，备用。
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.01g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复步骤5的上述实验。
实施例8，基材采用塑料片（PP)
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为2.5mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为塑料片（PP)的表面处理方法：将塑料片分割成1×1cm2的小片，先在异丙醇中洗两次伴随超声，每次15分钟，然后使用超纯水洗三次伴随超声，每次15分钟，超纯水中保存备用；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL、5mg/mL、6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按如下比例配制ACVA：EDC：NHS=1;4:4的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗10次，N2吹干，备用。
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.10g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复上述实验。
实施例9，基材采用塑料片（PP)
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为3mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为塑料片（PP)的表面处理方法：将塑料片分割成1×1cm2的小片，先在异丙醇中洗两次伴随超声，每次20分钟，然后使用超纯水洗三次伴随超声，每次20分钟，超纯水中保存备用；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL、5mg/mL、6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按如下比例配制ACVA：EDC：NHS=,1:5:5的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗10次，N2吹干，备用。
步骤5，表面引发聚合
称取NIPAM单体溶于二氧六环中，配制成浓度为0.50g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
实施例10，基材采用不锈钢
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为3mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为不锈钢片的表面处理方法：将不锈钢片分割成1×1cm2的小片，依次于乙醇，丙酮，异丙醇中洗一次伴随超声，每次20分钟，然后使用蒸馏水洗三次伴随超声，每次20分钟，最后超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，配制ACVA：EDC：NHS=,1:5:5的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗5次以上，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.50g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔4h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复上述步骤5的实验。
实施例11，基材采用不锈钢
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为1mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为不锈钢片的表面处理方法：将不锈钢片分割成1×1cm2的小片，依次于乙醇，丙酮，异丙醇中洗一次伴随超声，每次10分钟，然后使用蒸馏水洗三次伴随超声，每次10分钟，最后超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，配制ACVA：EDC：NHS=1;3:3的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗5次，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取NIPAM单体溶于二氧六环中，配制成浓度为0.01g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔4h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
实施例12，基材采用不锈钢
一种普适、高效的材料表面改性方法，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为1.8mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为不锈钢片的表面处理方法：将不锈钢片分割成1×1cm2的小片，依次于乙醇，丙酮，异丙醇中洗一次伴随超声，每次15分钟，然后使用蒸馏水洗三次伴随超声，每次15分钟，最后超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成4.5mg/m的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，配制ACVA：EDC：NHS=1;4:4的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗10次以上，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.20g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔4h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥；实验还用不同浓度NIPAM单体溶于二氧六环中重复上述步骤5的实验。
（一）分别采用MPC,NIPAM对硅片进行表面改性
表1表明硅基片枝接上不同物质后，硅基片表面接触角会有所改变。说明通过多巴胺介导涂层的方法可以在硅基片表面枝接上新的物质。
表2表明硅基片枝接上不同物质后，硅基片表面元素含量发生了改变。说明通过多巴胺介导涂层的方法可以在硅基片表面枝接上新的物质。
表3表明不同浓度的MPC枝接到硅基片上，接枝厚度发生改变，枝接密也发生改变。说明聚合物刷的厚度和接枝密度可通过改变单体浓度进行调控，单体浓度越大所得聚合物刷的厚度和接枝密度随之增大。
表4表明不同浓度的NIPAM枝接到硅基片上，接枝厚度发生改变，枝接密也发生改变。说明聚合物刷的厚度和接枝密度可通过改变单体浓度进行调控，单体浓度越大所得聚合物刷的厚度和接枝密度随之增大。
（二）采用NIPAM分别对玻璃、PP以及不锈钢表面进行改性
表5表明不同基材枝接上不同物质后接触角发生了变化，说明不同基材通过多巴胺介导涂层的方法可以在表面枝接上新的物质。
表6表明不同基材枝接上NIPAM后表面元素含量发生改变，说明不同基材通过多巴胺介导涂层的方法可以在表面枝接上NIPAM。
参见图1，图1表明在硅基片枝接上不同浓度MPC后，硅基片表面接触角发生了变化，说明硅基片表面接触角大小与MPC浓度有关。
参见图2，图2表明在硅基片枝接上不同浓度NIPAM后，硅基片表面接触角发生了变化，说明硅基片表面接触角大小与NIPAM浓度有关。
参见图3，图3表明在硅基片枝接上不同浓度MPC后，硅基片表面枝接厚度发生了变化，说明聚合物刷的厚度可通过改变单体浓度进行调控，单体浓度越大所得聚合物刷的厚度随之增大。
参见图4，图4表明在硅基片枝接上不同浓度NIPAM后，硅基片表面接枝厚度发生了变化，说明聚合物刷的厚度可通过改变单体浓度进行调控，单体浓度越大所得聚合物刷的厚度随之增大。

Claims (10)

1.一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，通过多巴胺介导涂层的方法将引发剂固定于不同基材表面，采用表面引发聚合的方法，在不同基材表面制备不同种类的聚合物刷；包括以下步骤：
步骤1，将多巴胺(DA)溶解在Tris·HCl缓冲液中，Tris·HCl缓冲液的pH=8.5，制成多巴胺溶液；
步骤2，将不同基体材料的表面处理后浸入上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，获得已涂覆好PDA层的基片，取出冲洗，氮气吹干备用；
步骤3，将聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris·HCl溶液，将已涂覆好PDA层的基片置于聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，获得已接枝好聚乙烯亚胺（PEI）层的基片，后取出冲洗，氮气吹干备用；
步骤4，用4,4,-偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）、1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）制备NHS-ACVA活性酯，将已接枝好聚乙烯亚胺（PEI）层的基片放入NHS-ACVA活性酯溶液中，封口，室温、搅拌下过夜，获得已接好活性引发剂层的基片，后取出冲洗，氮气吹干备用；
步骤5，取可聚合单体溶于溶剂中，将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，于70℃在N2保护下搅拌过夜，聚合时视所用单体及单体浓度选择合适的溶剂，可实现对于不同基材表面采用不同种类的聚合物刷进行改性。
2.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，所述的多巴胺在Tris·HCl缓冲液中的浓度为1～3mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，所述的步骤2中的不同基体材料的表面处理方法根据不同的基体材料，又包括不同的处理方法，具体为：
玻璃片的处理方法：用玻璃刀将玻璃片分割成1×1cm2的小片，在超纯水中洗三次伴随超声，每次10-20分钟；然后使用 95％乙醇洗两次伴随超声，每次8-12分钟；再使用5％的NaOH伴随超声洗两次，每次10-20分钟；最后使用蒸馏水反复洗涤，超纯水中保存备用；
硅片的处理方法：将硅片分割成1×1cm2的小片，用丙酮超声处理15min，然后在甲醇中超声清洗15min，最后在超纯水中超声清洗15min，重复3次，氮气吹干，然后在紫外灯下臭氧处理20min，再将处理好的硅片置于食人鱼溶液中于100℃水浴下反应2h，待其冷却后取出羟基化硅片，用超纯水反复漂洗，氮气吹干，置于60℃真空干燥箱中烘；所述的食人鱼为浓硫酸与浓度30%的双氧水的混合液，二者按3:1的体积比混合；
基体材料为塑料片（PP)的表面处理方法：将塑料片分割成1×1cm2的小片，先在异丙醇中洗两次伴随超声，每次10-20分钟，然后使用超纯水洗三次伴随超声，每次10-20分钟，超纯水中保存备用；
基体材料为不锈钢片的表面处理方法：将不锈钢片分割成1×1cm2的小片，依次于乙醇，丙酮，异丙醇中洗一次伴随超声，每次10-20分钟，然后使用蒸馏水洗三次伴随超声，每次10-20分钟，最后超纯水中保存备用；
上述不同基体材料使用前都要用氮气吹干。
4.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris·HCl溶液的浓度为2～6mg/mL。
5.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，所述的NHS-ACVA活性酯溶液的制备方法包括：在溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中按ACVA：EDC：NHS=1;3:3～1:5:5 比例加入ACVA、EDC、NHS，室温下搅拌24小时，制备NHS-ACVA活性酯溶液。
6.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，所述的单体在溶剂中的浓度为0.01g/mL～0.50g/mL。
7.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，使用MPC单体时溶剂采用超纯水，使用NIPAM单体时溶剂使用二氧六环。
8.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液中,溶液的pH=8.5，配制浓度为2mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为玻璃片的表面处理方法：先在超纯水中洗三次伴随超声，每次10分钟；然后使用 95％乙醇洗两次伴随超声，每次8分钟；再使用5％NaOH洗两次伴随超声，每次10分钟；最后使用蒸馏水反复洗涤，超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制4mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按ACVA：EDC：NHS=1;4:4的比例配制酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次以上，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.06g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
9.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为2.5mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为塑料片（PP)的表面处理方法：先在异丙醇中洗两次伴随超声，每次15分钟，然后使用超纯水洗三次伴随超声，每次15分钟，超纯水中保存备用；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL、5mg/mL、6mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，按如下比例配制ACVA：EDC：NHS=1;4:4的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗10次，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取MPC单体溶于超纯水中，配制成浓度为0.10g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔3h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
10.根据权利要求1所述的一种普适、高效的材料表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，配置多巴胺溶液，称取多巴胺溶于Tris·HCl溶液(pH=8.5)中，配成浓度为1mg/mL的多巴胺溶液；
步骤2，基材表面处理，
基体材料为不锈钢片的表面处理方法：依次于乙醇，丙酮，异丙醇中洗一次伴随超声，每次10分钟，然后使用蒸馏水洗三次伴随超声，每次10分钟，最后超纯水中保存备用；上述基体材料使用前都要用氮气吹干，以免灰尘的影响；
将已清洗好的基片置于上述多巴胺溶液中，封口，室温、搅拌下反应2h，后取出用氮气吹干备用；
步骤3，基于多巴胺涂层接枝PEI层
配制Tris·HCl溶液：Tris·HCl溶液的pH值为8.5，称取600mg的Tris-base粉末，溶于500mL的去离子水中，用HCl调制pH=8.5即可，密封保存；步骤2、步骤3是聚多巴胺涂层的构建；
配置聚乙烯亚胺（PEI）溶液：称取聚乙烯亚胺（PEI）溶于Tris-HCl溶液中，配制成2mg/mL的PEI溶液，待用；
接枝聚乙烯亚胺（PEI）层，用盐酸调节聚乙烯亚胺（PEI）溶液的pH至8.5，将已涂覆好PDA层的基片置于该聚乙烯亚胺（PEI）溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下反应2h，即可接枝上聚乙烯亚胺（PEI）层，反应完成后，用镊子取出，用氮气吹干后备用；
步骤4，接枝活性引发剂
首先，配制ACVA：EDC：NHS=1;3:3的酯溶液；称取4,4, -偶氮（4-氰基戊酸）溶于DMF溶液中，配成ACVA溶液；其次，称取1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中，反应20min；再称取N-羟基琥珀酰亚胺（NHS），加入4,4,-偶氮偶氮（4-氰基戊酸）（ACVA）溶液中；封口，室温、搅拌下过夜，得到NHS·ACVA活性酯溶液；将已接枝好PEI层的基片分别放入不同的NHS-ACVA活性酯溶液中，保鲜膜封口，室温、搅拌下过夜，即可接枝上ACVA引发剂层；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗5次，N2吹干，备用；
步骤5，表面引发聚合
称取NIPAM单体溶于二氧六环中，配制成浓度为0.01g/mL的溶液；将已接好活性引发剂层的基片放入溶液中，油浴温度控制70℃，在N2保护下搅拌过夜；反应完成后，取出基片，超纯水冲洗6次；将反应液用蒸馏水透析，每隔4h换水一次，透析至与蒸馏水的电导率相同为止，再冷冻干燥。
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