Biofouling is een wereldwijd probleem dat leidt tot ernstige achteruitgang nadat een substraat in contact komt met zeewater. Traditionele polymeren en andere aangroeiwerende coatings hebben een slechte mechanische en chemische stabiliteit, die de antibacteriële en antibiofouling-prestaties vermindert naarmate de gebruikstijd vordert.

In een studie gepubliceerd in ACS toegepaste materialen en interfaces , onderzoekers rapporteren over de ontwikkeling van een biomimetische diamantfilm die tegelijkertijd superhydrofobiciteit bereikte, zelfreinigend, antibacteriële werkzaamheid, antibiofouling, mechanische robuustheid en chemische stabiliteit. Deze studie werd uitgevoerd door Prof. TANG Yongbing en zijn medewerkers van de Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) van de Chinese Academie van Wetenschappen.

Geïnspireerd door de micro- en nanostructuren op de taro- en lotusbladeren, de onderzoekers hebben de hiërarchisch gestructureerde diamantfilm creatief ontworpen. Ze synthetiseerden het via een nieuwe bottom-upstrategie op basis van hot-filament chemical vapor deposition (HFCVD) en tweestaps zelfassemblage-zaaiprocessen.

De gestructureerde diamantcoatings werden met succes gebouwd op verschillende commerciële substraten, legeringen omvatten, silicium, kwarts glas, en keramiek, met grootschalige en complexe geometrieën. De experimenten toonden aan dat de hiërarchische diamantoppervlakken van micro- en nanometergrootte inherent superhydrofobiciteit hebben, die ook microbiële adhesie afstootte.

Opmerkelijk, de biomimetische hiërarchische diamantcoatings verminderden de aanhechting van bacteriën met 90-99% en in het mariene milieu, verminderde de aanhechting van groene algen met meer dan 95%.

Zelfs na langdurige onderdompeling in zeewater, de antibacteriële werkzaamheid bleef bestaan, en de slijtvastheid van de film was 20 keer groter dan die van kale commerciële substraten.