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一種抗病毒和抗菌棉紡織品的制備方法

放大字體  縮小字體 發布日期:2023-01-14  來源:紡織導報  瀏覽次數:11391
核心提示:在疫情影響下,人們的健康意識不斷提高,對抗菌產品的需求持續增長。紡織服裝產品與人們的生活息息相關,但同時也是微生物和細菌
 在疫情影響下,人們的健康意識不斷提高,對抗菌產品的需求持續增長。紡織服裝產品與人們的生活息息相關,但同時也是微生物和細菌傳播的重要媒介。近年來,人們研究了很多制備抗菌紡織品的方法,然而通常由于抗菌劑與織物之間的結合力弱而導致抗菌紡織品的耐水洗效果較差。
 
近日,馬里蘭大學研究團隊公布了一種簡單經濟高效的、通過在分子水平上將銅離子摻入棉紡織品中來有效地制備抗病毒和抗菌紡織品的方法。研究人員首先通過將棉織物浸入到藍色的Cu(II)飽和NaOH水溶液中,直到織物不再出現顏色變化后將其取出,并用去離子水洗滌以去除殘留的NaOH和過量的Cu(II)離子,經干燥后制備了銅離子抗菌棉織物(Cu-IT)。制備過程的參數控制包括NaOH濃度和浸泡時間,研究發現,10%的NaOH溶液有利于促進Cu(II)配位。

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通過對Cu-IT的抗病毒和抗菌特性測試發現,Cu-IT可有效阻止模型病毒TMV和IAV的感染性,且對模型細菌大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、銅綠假單胞菌和枯草芽孢桿菌等顯示出明顯的活性抑制作用。

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研究人員還對Cu-IT的耐洗滌性能進行了測試,根據ISO 6330-2012《紡織品 試驗時采用的家庭洗滌劑及干燥程序》對Cu-IT樣品進行洗滌和干燥,沒有觀察到明顯的顏色變化,進一步評估洗滌后樣品的抗病毒和抗菌性能,發現其在反復洗滌后通常不會衰減,只有對鼠傷寒沙門氏菌的抑菌率在第一次洗滌后出現降低。
 
機械性能方面,Cu-IT的拉伸強度為26.79MPa,比未改性的棉紡織品(21.75MPa)高約23%。此外,Cu-IT的斷裂特性與未改性紡織品不同,Cu-IT的斷裂區域致密,呈顆粒狀斷裂,而未改性紡織品的斷裂區域松散,呈纖維狀斷裂。這些結果表明,微纖維內的銅配位提高了Cu-IT的機械性能,并突出了銅離子在穩定纖維素二級結構中的關鍵作用。

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制造Cu-IT的三步工藝可以使用卷對卷的生產方法進行擴展,其中包括制備Cu(II)飽和NaOH溶液,通過簡單浸泡使Cu(II)離子與纖維素分子配位,最后洗滌和干燥。此外,NaOH溶液可以回收利用,金屬銅是唯一消耗的原料,因此該工藝具有成本效益和可持續性。Cu-IT的固有顏色還可以減輕染色過程中的環境影響。

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這種高度可擴展、低成本且環保的制造工藝賦予了Cu-IT巨大的實際應用潛力,在家用產品、公共設施和醫療環境等領域應用廣泛。相關研究成果以“Highly stable, antiviral, antibacterial cotton textiles via molecular engineering”為題,發表在《Nature Nanotechnology》上。

 
 
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