本研究系统性研究了通过皮秒激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的几何形状对医用 316 L 不锈钢基材细菌附着性和耐腐蚀性的影响。表面通过三种波长（355 nm、532 nm和1064 nm）的10 ps激光脉冲处理，每个点脉冲数不同，以产生一系列周期（Λ）、深度（Δ）和纵横比（Δ/Λ）不同的LIPSS。二维快速傅里叶变换（2D-FFT）用于确定LIPSS的周期，原子力显微镜（AFM）定量表征了LIPSS的高度及粗糙度。静态接触角测试表明激光过程加速了表面近超疏水特性（最高达到145 ± 3.6）；通过体外抗菌试验，在3至24小时内量化了大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S.aureus）的粘附量，结果提示出特异性的最佳值：Δ/Λ ≈ 0.52时对E. coli抑制最佳，而 Δ/Λ ≈ 0.39 表现出对抗金黄色葡萄球菌最优，结果显示出阈值状依赖性，即只有某些特定纵横比范围可有效限制细菌稳定附着。随后，通过将表面元素积分法（SEI）引入拓展DLVO理论并整合出模型，模拟结果显示，有效的LIPSS使得球形S.aureus 在与之接触时的初级相互作用屏障得以提升，同时避免了深层次级极小值，从而有利于细菌可逆、低驻留的附着状态，与染色结果吻合。LIPSS灭菌的持久性通过高压蒸汽灭菌（121℃，15 mins; 10、30、60、100循环）进行评估,抗菌效力根据形貌不同下降约10–27%，主要追踪纳米波纹的保真度而非粗糙度大小。电化学测试在模拟体液中进行，并通过腐蚀速率来表征，结果表明，具有更高疏水特性的1064 nm LIPSS通过“气穴效应”降低腐蚀速率，从而减少电解质与金属表面的有效接触。这些发现为设计用于生物医疗设备、耐用且多功能的不锈钢LIPSS表面提供了微纳米尺度的参数设计目标和机制指导，以协同优化几何形状和润湿性，将持久的抗菌效能与抗腐蚀性结合起来。
 

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