1. 研究目的与意义（文献综述）

20世纪，微电子技术与生物技术的迅速发展极大地改变了我们的生活和生产方式，进入21世纪我们迫切地希望将微电子技术与生物技术结合起来进行应用，一些电刺激响应性天然高分子的电沉积技术为微电子技术和生物技术的结合提供了新的契机^[1]。电沉积技术具有操作简单、条件温和、时间和空间选择性和可控性等性能特点和优点，利用它可以实现多种天然高分子在不同类型的电极和基材表面电沉积，还可以实现天然高分子与多种物质例如纳米材料的共沉积，在生物传感器、药物释放等方面具有广泛的应用^[2-4]。

天然高分子是指自然界中动、植物以及微生物资源中的大分子。它们来自可再生资源，而且废弃后又容易被自然界微生物分解成水、二氧化碳和无机小分子，属于环境友好材料。如今，面对石油资源日益枯竭及其价格上涨，价格低廉的天然高分子材料的开发与利用面临新的发展机遇。天然高分子海藻酸钠是一种具有钙离子响应性和成膜性的多糖，其作为一种优良的具有生物相容性、无毒及可生物降解的物质，目前已被广泛应用于食品业、农业、医药工业、日用品行业等领域^[5-8]。

近年来，天然高分子的电沉积技术由于具有操作简单，制备条件温和，具有时间和空间的选择性和可控性等优点，以及可以通过施加电信号在导电金属材料表面获得功能膜材料受到研究者的关注^[9]。天然高分子海藻酸钠可以通过电沉积的方法制备成凝胶用于细胞培养和药物输送^[10]。海藻酸钠分子链中存在大量的羧基和羟基基团，可与金属离子发生配位作用^[11]，因此，海藻酸钠/配位金属离子的电沉积技术不仅为天然高分子的电沉积技术提供了一种新型、简单、可控的方法，而且制备的电沉积膜在生物电子器件等领域具有潜在的应用价值。薄膜材料在分离、能源、生化传感、纳米流体等领域的潜在应用价值使其近年来一直是研究热点，相对于单一材料而言，异质材料具有一定的吸引力，因为它们可能具有不同于两种原始材料固有特性的新功能^[12],异质膜以其简单的制备方式及多样的功能受到了越来越多的关注。值得注意的是，近年来有少量文献报道了天然高分子异质膜的研究工作。zhang等人通过将多孔纳米通道薄膜与另一种功能性的多孔膜杂化，成功制备了具有非对称结构的超薄天然高分子异质膜，该复合膜表现出了良好的阴离子选择性，同时有着很高的离子通量^[13]。jiang等人发明了一种简单且低成本的方法，用来制造3d多孔微/纳米水凝胶/导电聚合物天然高分子异质膜，其具有受电势和ph诱导的可调离子电流（icr）性能^[14]。天然高分子异质膜作为多功能性的薄膜材料备受科研工作者的关注，已有研究者开展了利用天然高分子异质膜制备出具有离子选择性能以及可调离子性能的纳米复合材料的研究, 表现出良好的应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：基于海藻酸钠与金属离子的配位作用，在施加一定的电压下，通过一步电沉积技术使得金属离子能够与海藻酸钠发生配位作用，进而在阳极电极表面形成天然高分子异质膜。

材料表征：用带有x射线能量分散系统的扫描电子显微镜观察异质膜的表面形貌以及元素组成分析；用x射线光电子能谱仪表征异质膜的元素价态；用傅里叶变换红外光谱仪测试异质膜的化学结构；用抑菌圈实验测量异质膜的抗菌活性。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－9周：按照设计方案，制备天然高分子异质膜。

第10－13周：用sem、eds、xps、红外等测试技术对天然高分子异质膜的微观结构、元素组成、化学结构等进行测试，对天然高分子异质膜的抗菌性能进行研究，并记录、分析及处理实验数据。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] liu y, kime, ghodssi r, et al. biofabrication to build the biology-deviceinterface[j].biofabrication, 2010, 2(2):022002.

[2] shi x w,tsao c y, yang x h, et al. electroaddressing of cell populationsbyco-deposition with calcium alginate hydrogels[j]. advanced functionalmaterials,2009, 19(13):2074-2080.

[3] wu l, yi h,li s, et al. spatially selective deposition of areactivepolysaccharide layer onto a patterned template[j]. langmuir, 2003,19(3):519-524.