(一)技术领域
本发明涉及材料表面改性技术领域，具体地说，涉及一种快速贻贝仿生表面功能化修饰的通用方法。
(二)
背景技术：
贻贝是一种常见的甲壳类海洋动物，他们可以通过分泌蛋白粘液迅速而牢固地粘附在岩石、金属、玻璃等物体表面，受这一现象的启发，基于贻贝足丝蛋白的粘附研究受到人们的广泛关注。然而，由于直接提取或者采用基因重组技术制备足丝蛋白存在着步骤繁琐、成本较高、产率较低的缺陷。为了解决这些问题，2007年，lee等(science，318，426-430)通过对贻贝足丝蛋白的研究发现，其氨基酸序列中含有近30％的l-多巴和15％的赖氨酸残基，并提出利用多巴胺在碱性条件下的自聚，可在包括金属、氧化物、聚合物、半导体、陶瓷等在内的材料表面实现功能化修饰，从此，基于贻贝仿生的表面化学成为材料、化学、生物医学等领域的交叉研究热点。
目前贻贝仿生表面修饰研究大都通过多巴胺在碱性条件下自氧化，继而发生自聚-交联反应实现。但是，该反应速度较慢，一般需要24h才能完成，且存在修饰层均匀性较差、耐酸碱稳定性差等缺点，极大地限制了该技术的应用。同时，由于多巴胺价格昂贵，降低其表面仿生修饰的成本也是目前亟待解决的问题。研究发现加入氧化剂，可加速多巴胺的自氧化速度，从而加快沉积速度，但沉积反应过程仍需2～4小时(polymerchemistry，2010，1，1430-1433；langmuir，2013，29，12754-12761)；另据报道，cuso4/h2o2诱导的多巴胺快速沉积技术，可大大提高多巴胺沉积速度(43nm/h)(angewandtechemie，2016，128：3106-3109)，是目前已报道的最快沉积速度，并且在氧化过程中形成了更多的共价键取代非共价键，涂层在亲水性、耐有机溶剂、耐强酸强碱等性质上都有显著提高，虽然cu2+可赋予涂层优异的杀菌性能，但是该方法不适用于生物相容性改性，不具有普适性。
本发明针对贻贝仿生表面修饰技术中存在的问题，提出利用氧化剂加快多巴胺及其衍生物的自氧化速度，双或多官能团试剂加快聚合-交联反应，以提高其表面功能化修饰的速度和效率。本发明不仅加快了多巴胺表面仿生修饰技术的反应速度，而且可向多巴胺衍生物进行推广，具有普适性。
(三)
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有贻贝仿生技术中存在的缺陷，提供一种工艺简单、条件温和的多巴胺及其衍生物的快速表面仿生修饰方法。该方法通过将“氧化-自聚-交联”耦合，加快反应速度，且提高了方法的普适性。
一种快速贻贝仿生表面功能化修饰的通用方法，包括以下步骤：
将多巴胺及其衍生物、氧化剂和双或多官能团试剂按照一定比例加入溶剂中混合配制一定ph值的反应液，然后将待修饰的材料浸入反应液中，室温下搅拌进行表面改性，最后取出材料洗涤、烘干，得到具有一定修饰层厚度的功能化材料。
本发明的优点是：
1)采用氧化剂和双或多官能团试剂，加快多巴胺及其衍生物的“氧化-自聚-交联”反应进程，显著提高了反应速度和功能化修饰效率；
2)该方法具有普适性，可应用于金属、非金属、高分子、纳米材料等表面改性，且改性后材料表面富含羟基、胺基等活性官能团，为材料进一步改性提供了可能。
3)该方法反应条件温和，操作简单，耗时短，成本低，便于工业化生产应用。
(四)具体实施方式
以下实施例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1
将0.8g的多巴胺盐酸盐溶于200ml的去离子水中，搅拌条件下加入0.9128g过硫酸铵、267μl乙二胺配制成反应液，调节ph值至8.5，然后将剪成1.5cm×1.5cm左右的聚丙烯无纺布浸入上述溶液中，室温下搅拌反应20min。改性完成后，用水洗涤无纺布，60℃烘干即得功能化聚丙烯无纺布。功能化聚丙烯无纺布表面的修饰层厚度为31nm，改性前的聚丙烯无纺布的水接触角为133°，功能化聚丙烯无纺布的水接触角为0°，水滴在2.02s内被无纺布吸收。
实施例2
将0.4404g的邻苯二酚溶于200ml的去离子水中，搅拌条件下加入0.9197g过硫酸钾、369μl十二烷基二胺配制成反应液，调节ph值至8.5，然后将1.5cm×1.5cm左右的玻璃片浸入上述溶液中，室温下搅拌反应30min。改性完成后，用水洗涤玻璃片，60℃烘干即得功能化玻璃片。功能化玻璃片表面的修饰层厚度为35nm。
实施例3
配制200ml浓度为1mg/ml的石墨烯n，n-二甲基甲酰胺/水(50∶50(v/v))分散液，然后加入0.2659g邻苯三酚、0.4564g过硫酸胺、391μl二乙烯三胺，调节ph值至6，在室温下搅拌反应50min，去离子水离心洗涤，60℃烘干，即得功能化石墨烯。功能化石墨烯表面的修饰层厚度为45nm。
实施例4
将0.7206g的咖啡酸溶于200ml的去离子水中，搅拌条件下加入1.8394g过硫酸钾、0.8354g聚酰亚胺配制成反应液，调节ph值至5，然后将1.5cm×1.5cm左右的硅片浸入上述溶液中，室温下搅拌反应20min。改性完成后，用水洗涤硅片，60℃烘干即得功能化硅片。功能化硅片表面的修饰层厚度为32nm。
实施例5
将0.4516g3，4-二羟基苯乙酸溶于200ml的去离子水中，搅拌条件下加入0.5214g高碘酸钠、459μl己二胺配制成反应液，调节ph值至3，然后将1.5cm×1.5cm左右的pvdf平板膜浸入上述溶液中，室温下搅拌反应40min。改性完成后，用水洗涤，室温下晾干即得功能化pvdf平板膜。功能化pvdf平板膜表面的修饰层厚度为42nm。
实施例6
将0.7256g没食子酸溶于200ml的去离子水中，搅拌条件下加入0.5214g过硫酸胺、629μl四乙烯五胺配制成反应液，调节ph值至5，然后将1.5cm×1.5cm左右的醋酸纤维素膜浸入上述溶液中，室温下搅拌反应30min。改性完成后，用水洗涤，室温下即得功能化醋酸纤维素膜。功能化醋酸纤维素膜表面的修饰层厚度为38nm。
实施例7
将0.7256g咖啡酸乙酯溶于200ml的醇水(20∶80(v/v))溶液中，搅拌条件下加入3.6512g过硫酸胺、267μl乙二胺配制成反应液，调节ph值至6，然后将1.5cm×1.5cm左右的聚丙烯无纺布浸入上述溶液中，室温下搅拌反应180min。改性完成后，用水洗涤，60℃烘干即得功能化聚丙烯无纺布。功能化聚丙烯无纺布表面的修饰层厚度为105nm。
实施例8
将0.7256g3，4-二羟基苯酸乙酸乙酯溶于200ml的n，n-二甲基乙酰胺/水(20∶80(v/v))溶液中，搅拌条件下加入1.8526g过硫酸胺、256μl乙二硫醇配制成反应液，调节ph值至7，然后将1.5cm×1.5cm×1.5cm左右的密胺泡沫浸入上述溶液中，室温下搅拌反应20min。改性完成后，用水洗涤，60℃烘干即得功能化密胺泡沫。功能化密胺泡沫表面的修饰层厚度为30nm。
实施例9
将0.7825g没食子酸乙酯溶于200ml的醇水(20∶80(v/v))溶液中，搅拌条件下加入0.9128过硫酸胺、0.8356g聚酰亚胺-胺(1代)配制成反应液，调节ph值至5，然后将1.5cm×1.5cm×1.5cm左右的密胺泡沫浸入上述溶液中，室温下搅拌反应120min。改性完成后，用水洗涤，60℃烘干即得功能化密胺泡沫。功能化密胺泡沫表面的修饰层厚度为86nm。
实施例10
将0.8216g没食子酸正丁酯溶于200ml的醇水(20∶80(v/v))溶液中，搅拌条件下加入1.8526g过硫酸胺、0.4528g末端为胺基的超支化聚合物配制成反应液，调节ph值至7，然后将1.5cm×1.5cm左右的peek平板膜浸入上述溶液中，室温下搅拌反应40min。改性完成后，用水洗涤，60℃烘干即得功能化peek平板膜。功能化peek平板膜表面的修饰层厚度为43nm。