Подготовка рулона к рулону на месте из перерабатываемого, моющегося, антибактериального нетканого материала с содержанием Ag

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13206 (2022) Цитировать эту статью

928 Доступов

2 цитаты

Подробности о метриках

В наши дни более приветствуются функциональные ткани с антибактериальными свойствами. Однако изготовление функциональных тканей с прочными и стабильными характеристиками экономически эффективным способом остается сложной задачей. Нетканый материал из полипропилена (обозначенного как ПП) был модифицирован поливиниловым спиртом (обозначен как ПВС) с последующим осаждением на месте наночастиц серебра (обозначенных как НЧ Ag), чтобы получить ПП, модифицированный ПВС и нагруженный НЧ Ag (обозначенный как Ag). /ПВА/ПП) ткань. Инкапсулирование ПП-волокна с помощью ПВА-покрытия способствует значительному усилению адгезии загруженных НЧ Ag к ПП-волокну, а нетканые материалы Ag/ПВС/ПП демонстрируют значительно улучшенные механические свойства, а также превосходную антибактериальную активность против Escherichia coli (кодируется как кишечная палочка). Обычно нетканое полотно Ag/PVA/PP, полученное при концентрации аммиака серебра 30 мМ, имеет лучшие механические свойства, а степень антибактериальной защиты достигает 99,99% против E. coli. Ткань сохраняет превосходную антибактериальную активность даже после 40 циклов стирки, показывая перспективу при повторном использовании. Кроме того, нетканое полотно Ag/PVA/PP может найти многообещающее применение в промышленности благодаря своей требуемой воздухопроницаемости и влагопроницаемости. Кроме того, мы разработали технологию рулонного производства и провели предварительные исследования для проверки возможности этого метода.

Массовые перемещения населения наряду с углублением экономической глобализации значительно увеличили возможность распространения вируса, что вполне может объяснить, почему трудно предотвратить эпидемию нового коронирусного вируса, обладающего высокой способностью распространяться по всему миру1,2,3. В этом смысле необходимо срочно разработать новые антибактериальные материалы, такие как нетканые материалы из полипропилена (ПП), в качестве медицинских защитных материалов. Нетканые материалы из ПП обладают низкой плотностью, химической инертностью, дешевизной и другими преимуществами4, но сами по себе они, к сожалению, не обладают антибактериальными свойствами, имеют короткий срок службы и низкую эффективность защиты. Поэтому важно наделить нетканый материал ПП антибактериальной способностью.

Серебро, древнее антибактериальное средство, прошло пять стадий разработки, включая раствор коллоидного серебра, сульфадиазин серебра, соль серебра, протеиновое серебро и нано-серебро. Применение наносеребра становится все более обширным, например, в области медицины5,6, электропроводности7,8,9, комбинационного рассеяния света с усиленной поверхностью10,11,12, каталитической деградации красителей13,14,15,16 и так далее. В частности, наночастицы серебра (НЧ Ag) имеют преимущества перед традиционными противомикробными агентами, такими как соли металлов, соединения четвертичного аммония и триклозан, благодаря их желаемой устойчивости к бактериям, стабильности, низкой стоимости и приемлемости для окружающей среды17,18,19. Кроме того, НЧ Ag с большой удельной поверхностью и высокой антибактериальной активностью можно прикреплять к тканям, включая шерстяные20, хлопчатобумажные21,22 и полиэфирные ткани, для достижения непрерывного высвобождения антибактериальных частиц серебра в контролируемом режиме23,24. Это означает, что возможно изготовление ПП-тканей, обладающих антибактериальной активностью, путем инкапсуляции НЧ Ag. Однако нетканые материалы из ПП лишены функциональных групп и обладают низкой полярностью25, что неблагоприятно для их капсулирования НЧ Ag. Чтобы преодолеть этот недостаток, некоторые исследователи попытались применить различные методы модификации, включая плазменное распыление26,27, радиационную прививку28,29,30,31 и поверхностное покрытие32, для нанесения НЧ Ag на поверхность ПП-тканей. Например, Голи и др.33 представили белковое покрытие на поверхности нетканого материала из ПП; аминокислота на периферии белкового слоя может действовать как точка крепления для комбинации НЧ Ag, тем самым достигая хорошей антибактериальной активности. Ли и его коллеги34 обнаружили, что N-изопропилакриламид и N-(3-аминопропил)метакриламидгидрохлорид, совместно привитые посредством ультрафиолетового (УФ) травления, проявляют эффективную антибактериальную активность, хотя процесс УФ-травления был сложным и мог ухудшить механические свойства волокон. Путем предварительной обработки чистого ПП гамма-излучением Олиани и соавт.35 изготовили гелевые пленки Ag NPs-PP с выдающейся антибактериальной активностью; однако их подход также был сложным. Таким образом, по-прежнему остается проблемой эффективное и простое изготовление пригодных для вторичной переработки нетканых материалов из ПП с желаемой антибактериальной активностью.