随着人类海洋活动日益增多,海洋污损生物带来的负面影响越来越显著。一旦海洋设施投放使用,细菌污损生物膜即开始形成,最终形成宏观污损。对于海洋传感器光学窗口来说,即使是早期细菌生物膜导致的微观污损,也会降低光学窗口透光率,影响其正常使用。常用的防污涂层不但污染海洋环境,而且会对光学窗口形成遮挡,影响其测量精度。因此,针对海洋光学窗口材料的环境友好防污措施的研究非常必要。本论文以海洋传感器光学窗口材料——聚甲基丙烯酸甲酯复合材料(polymethyl methacrylate,PMMA)为研究对象,选取大肠埃希氏菌(E.coli)作为实验菌株,在自主研制超声波密封流动试验装置的基础上,利用激光共聚焦扫描显微镜、纳米力学测试系统和透光仪,并结合统计学分析,研究了E.coli在PMMA试样表面的粘附特性,考察了超声处理参数对PMMA表面E.coli污损生物膜脱附行为的影响。主要结论如下:(1)自主研制了一款超声波密封流动试验装置,用于研究材料表面细菌污损生物膜的吸附与脱附行为。该装置由单向流动槽室设备、超声波电源及超声波压电换能器、示波器和微量蠕动泵组成。单向流动槽室设备可安装不同尺寸的试样,有良好的水密性。超声频率、功率可调。示波器用于观测超声换能器的共振频率,蠕动泵用于控制液体流速。(2)PMMA试样表面E.coli细菌污损生物膜的形成经历细菌零散弱粘附、细菌团聚强粘附和细菌繁殖成膜三个阶段,具有强烈的时间依赖性。E.coli吸附量、E.coli细菌污损生物膜的结合强度和PMMA的透光率均与培养时间呈非线性正相关。PMMA表面E.coli细菌污损生物膜的去除处理应在污损粘附发生2 d内进行。(3)超声频率、超声功率、超声时长等超声处理参数对PMMA表面E.coli生物粘附膜的脱附行为均存在影响,其中,超声频率的影响最为显著。在本论文给定的试验条件下,PMMA表面细菌污损生物膜的最佳超声去污参数为超声频率20 kHz、超声功率40 W、超声时长7 min。