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题目:Ag/ZnO纳米复合材料抗菌织物的制备及性能研究

关键词:氧化锌纳米线,银纳米颗粒,复合材料,抗菌织物

  摘要



近年来,超级细菌的出现引起了全球对抗生素滥用的重视。抗生素的滥用会通过免疫抑制降低人类的免疫力,并使细菌产生抗药性。银作为一种广谱高效的抗菌剂而重新获得人们的青睐。银纳米颗粒由于表面尺寸效应,其抗菌效果优于块状银。但是,银纳米颗粒在使用过程中易团聚而使抗菌效果降低。

本文为解决银纳米颗粒在使用过程中易团聚的问题,使用织物纤维作为载体,利用低温湿化学法在织物纤维表面生长氧化锌纳米线。然后使用“浸泡-光照”的绿色合成方法在氧化锌纳米线表现原位负载银纳米颗粒,从而制备出一种银纳米颗粒/氧化锌纳米线复合抗菌材料。本文研究发现,在前驱体中加入5%体积分数的氨水可以有效抑制溶液中的均相成核。制备得到的氧化锌纳米线的长度为2-3μm,直径为50-200nm;银纳米颗粒尺寸均匀,平均直径为4.1nm。

本文用大鼠胸大动脉平滑肌细胞(A7R5)和人肾上皮细胞(HEK293细胞)两种细胞通过MTT实验检测了不同浓度的氧化锌纳米线和银纳米颗粒/氧化锌纳米线复合抗菌材料的细胞毒性。结果表明,当材料浓度小于10μg/ml时对人和脯乳动物细胞具有良好的生物相容性。

另外,本文还使用定性的抑菌环实验和定量的接触抑菌实验对复合抗菌织物的抗菌效果进行研究。结果表明,氧化锌纳米线可以防止银纳米颗粒团聚,锌与银之间的协同抗菌作用使复合抗菌材料具有长效抗菌效果。虽然抗菌材料表面银含量是商用抗菌敷料ActicoatTM表面银含量的12.11%,但其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌环直径分别比商用抗菌敷料提高43.74%和21.42%。当复合抗菌织物与细菌接触2h后,杀菌率达到99.99%以上。复合抗菌材料具有长效抗菌效果,与细菌接触72h,并重复使用3次后仍具有良好的抗菌效果。

基于本文实验结果,我们相信这种新型银纳米颗粒/氧化锌纳米线复合抗菌织物在作为抗菌材料用于单点水处理以减少水中的微生物含量,作为抗菌敷料用于局部的抗菌处理以及作为抗菌空气过滤装置以避免生物气溶胶在通风、加热和空调系统上的富集等领域有广阔的应用前景。