RU2615693C1 - Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка - Google Patents
Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615693C1 RU2615693C1 RU2015146951A RU2015146951A RU2615693C1 RU 2615693 C1 RU2615693 C1 RU 2615693C1 RU 2015146951 A RU2015146951 A RU 2015146951A RU 2015146951 A RU2015146951 A RU 2015146951A RU 2615693 C1 RU2615693 C1 RU 2615693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc oxide
- nanoparticles
- cotton fabric
- dispersion
- zno
- Prior art date
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 126
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 10
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 2
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 oxides Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/44—Oxides or hydroxides of elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table; Zincates; Cadmates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L15/00—Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
- A61L15/16—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
- A61L15/18—Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing inorganic materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/02—Oxides; Hydroxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения материалов с антибактериальными свойствами на основе тканей из волокна природного происхождения, содержащих неорганические антибактериальные агенты. В способе получения материала с антибактериальными свойствами хлопковую ткань модифицируют наночастицами оксида цинка в количестве 0,1-1,0 мг/см2 или 0,8-8 % вес. Модифицирование проводят путем многократного смачивания поверхности растянутой на игольчатых держателях хлопковой ткани дисперсией наночастиц оксида цинка в воде или этаноле с концентрацией 0,1-0,6 г/л, полученной методом лазерной абляции, с последующим высушиванием при температуре до 100°С. Размер наночастиц оксида цинка в дисперсии 5-100 нм, со средним значением 10-20 нм. Обеспечивается простой и недорогой способ получения материала с антибактериальными свойствами с заданным содержанием частиц оксида цинка на поверхности. 6 пр.
Description
Изобретение относится к области получения материалов с антибактериальными свойствами на основе тканей из волокна природного происхождения, содержащих неорганические антибактериальные агенты (наночастицы металлов, оксидов, углеродные и другие наноструктуры), которые могут применяться в различных гигиенических и защитных целях, и предназначено для использования при производстве антибактериальных перевязочных материалов, бинтов, салфеток, специальной одежды, простыней и полотенец, используемых в больницах, полевых госпиталях, в быту и других местах, где необходима антибактериальная защита.
Известны материалы на основе хлопковой (хлопчатобумажной) ткани, покрытой антибактериальным слоем оксида цинка. Хлопковая ткань по сравнению со многими другими ткаными и неткаными материалами имеет такие преимущества, как природное происхождение, воздухопроницаемость, гипоаллергенность и невысокая стоимость. Оксид цинка обладает антибактериальными свойствами, способен блокировать УФ-излучение, разлагать органические загрязнители под действием облучения и пр. Подобные материалы находят применение в изготовлении специальной одежды, защитных тканевых экранов, перевязочных материалов.
Наибольшее распространение получили способы приготовления указанных материалов ZnO/хлопковая ткань с использованием in situ образования оксида цинка из его солей - ацетата, нитрата, сульфата [например: Shateri-Khalilabad М. and Yazdanshenas М.Е. Bifunctionalization of cotton textiles by ZnO nanostructures: antimicrobial activity and ultraviolet protection // Text. Res. J. - 2013. - V. 83(10). - P. 993-1004.; Shahidi S., Zarei L., Elahi S.M. Fabrication of ZnO nano particles using sonochemical method and applying on cotton fabric using in situ and pad-dry-cure methods // Fiber. Polym. - 2014. - V. 15 (12). - P. 2472-2479.; Li Y., Zou Y., An D., Hou Y., Zhou Q., Zhang L. Investigation of antibacterial properties of nano-ZnO assembled cotton fibers // Fiber. Polym. - 2013. - V. 14 (6). - P. 990-995; El-Nahhal I.M., Zourab S.M., Kodeh F.S., Elmanama A.A., Selmane M., Genois I., Babonneau F. Nano-structured zinc oxide-cotton fibers: synthesis, characterization and applications // Mater.
Sci.: Mater. Electron. - 2013. - V. 24. P. 3970-3975].
Однако данные методы, несмотря на обилие вариантов их реализации, имеют общие недостатки - во-первых, необходимость контроля и поддержания условий химической реакции образования оксида цинка, во-вторых, необходимость промывания материала после его получения для удаления непрореагировавших прекурсоров и/или различных добавок, использовавшихся в эксперименте.
Другая группа методов приготовления антибактериального материала на основе хлопковой ткани и оксида цинка основана на нанесении на поверхность подготовленной ткани предварительно синтезированного ZnO из его дисперсии. В данном случае преодолевается недостаток, связанный с необходимостью жесткого контроля условий протекания реакции образования оксида цинка.
Известен способ нанесения оксида цинка на поверхность хлопковой ткани из его дисперсии с использованием метода окунания-отжима (так называемый pad-dry cure метод) [Yazhini K.В. and Prabu H.G. Antibacterial activity of cotton coated with ZnO and ZnO-CNT composites // Appl. Biochem. Biotechnol. - 2015. - V. 175. - P. 85-92]. Оксид цинка со средним размером частиц 50 нм (Aldrich) модифицировался введением органической кислоты (ОК) или углеродных нанотрубок (УНТ). Модифицированный оксид диспергировался в растворителе и методом окунания-отжима наносился на предварительно подготовленную хлопковую ткань. Далее следовало высушивание полученного материала при 180°С в течение 4 минут. Полученный композит показал высокую антибактериальную активность по отношению к Escherichia coli (исходная концентрация 108 КОЕ/мл (колоний-образующие единицы), зона ингибирования 1,95±0,7 см (область вокруг исследуемого образца, в которой бактерии не растут, благодаря чему их невозможно детектировать). Однако, несмотря на достаточную технологическую проработку метода окунания-отжима, процедура нанесения оксида цинка достаточно сложна, а сушка требует температуры выше 100°С.
К недостаткам можно отнести и то, что в данном случае невозможно отследить количество нанесенного на хлопковую ткань оксида цинка. Кроме того, после приготовления композита необходима стадия его промывания для удаления остатков незакрепленного оксида цинка и его модификаторов. Также, необходимо отметить, что в данной работе используются добавки (ОК, УНТ) для модифицирования оксида цинка, что усложняет технологию получения композита и удорожает его стоимость.
Другой известный способ [Ugur S.S., Sariisik М., Aktas А.Н., Ucar М.С., Erden E. Modifying of cotton fabric surface with nano-ZnO multilayer films by layer-by-layer deposition method // Nanoscale Res. Lett. - 2010. - V. 5. - P. 1204-1210] включает предварительную
подготовку ткани (катионирование поверхности) и последующее послойное нанесение на нее оксида цинка (Aldrich, менее 100 нм, 15-25 м2/г) из стабилизированной дисперсии. Кусочки катионированной ткани помещались в анионную дисперсию наночастиц цинка на время, равное 5 минутам. При этом на катионный слой осаждался анионный слой наночастиц ZnO. Затем процедура повторялась с помещением обработанной ткани в катионный раствор наночастиц оксида цинка и так до 16 раз (с нанесением до 16 слоев оксида цинка). Анионные и катионные свойства дисперсий наночастиц ZnO регулировались посредством установления рН дисперсии добавлением растворов кислоты или щелочи. Полученный материал показал антибактериальную активность по отношению к грамположительной бактерии Staphylococcus aureus. Размер зоны ингибирования зависел от количества слоев и для 16-слойного композита составил 1,8 см.
К недостаткам данного метода можно отнести трудоемкость процедуры нанесения слоев, а также необходимость промывания полученного композита после приготовления для удаления добавок, устанавливающих рН, и стабилизаторов, снижающих антибактериальную активность оксида цинка. Кроме того, в этом случае, как и в предыдущем методе, необходимы дополнительные методы для оценки количества оксида цинка, осажденного на поверхность, так как способ исключает возможность контроля количественного содержания ZnO в материале.
Наиболее близким по содержанию к предлагаемому методу является патент [Gedanken A., Nitzan Y., Perelshtein I., Perkas n., Applerot G. Sonochemical coating of textiles with metal oxide nanoparticles for antimicrobial fabrics // Patent US #20110097957, 28.04.2011], где предлагается два способа нанесения оксида цинка на поверхность хлопковой ткани с использованием ультразвуковой обработки. Первый - in situ из ацетата цинка, который обладает теми же недостатками, что и описанные выше in situ методы. Второй метод заключается в нанесении предварительно приготовленного коммерческого оксида цинка (размер частиц от 10 до 1000 нм) на хлопковую ткань при выдерживании последней в водной дисперсии наночастиц ZnO под действием ультразвукового излучения частотой 20 кГц, мощностью 1,5 кВт, в течение не менее 1 часа, при температуре 30°С. Концентрация нанесенного оксида варьируется в пределах 0,1-10% вес. Антибактериальная активность полученных композитов к Escherichia coli и Staphylococcus aureus составляла до 99,8% при обработке хлопковой ткани ультразвуком в дисперсии ZnO в течение 3 часов.
Данный метод является более простым в аппаратурном и лабораторном оформлении, по сравнению с описанными ранее. Однако длительная обработка мощным ультразвуковым излучением повышает стоимость получаемого материала. Так же, как и в предыдущих методах получения композитов, количество нанесенного оксида цинка необходимо определять дополнительными методами после процесса нанесения.
Предлагаемый в данном документе способ лишен данных недостатков.
Задачей данного изобретения является получение простым и недорогим способом материала из хлопковой ткани с нанесенным бактерицидным слоем наночастиц ZnO с заданным содержанием оксида цинка на поверхности.
Положительный результат достигается тем, что:
- для нанесения на поверхность хлопковой ткани используются дисперсии наночастиц оксида цинка со средним размером частиц 10-20 нм и при общем распределении частиц по размерам в диапазоне от 5 до 100 нм и концентрацией 0,1-0,6 г/л в чистом растворителе - воде или этиловом спирте, полученные методом лазерной абляции металлической мишени в жидкости в отсутствие химических добавок и стабилизаторов;
- равномерное нанесение дисперсии наночастиц ZnO проводится путем многократного смачивания поверхности растянутой на игольчатых держателях хлопковой ткани;
- содержание бактерицидного оксида цинка на поверхности хлопковой ткани регулируется концентрацией и количеством наносимой дисперсии наночастиц ZnO, а также площадью обрабатываемой ткани и может составлять от 0,1 до 1 мг/см2 (от 0,8 до 8% вес.);
- дальнейшее высушивание может производиться как без нагрева при температуре окружающей среды - 15-30°С, так и при дополнительном нагреве до температуры не выше 100°С и не требует специального оборудования и дополнительного контроля.
Отличительными признаками и преимуществами данного способа являются:
- Отсутствие необходимости использования стабилизаторов и различных химических добавок, так как дисперсии наночастиц оксида цинка, полученные методом лазерной абляции, являются стабильными.
- Отсутствие необходимости промывания получаемого материала для удаления прекурсоров, так как для приготовления используется чистая, нестабилизированная дисперсия наночастиц оксида цинка, полученная методом лазерной абляции в чистом растворителе.
- Простота аппаратного оформления метода приготовления материала с использованием готовых дисперсий наночастиц оксида цинка, отсутствие необходимости применения специализированного дорогостоящего оборудования, высоких температур, относительно малая длительность всего процесса.
- Возможность контролировать и регулировать концентрацию (в мг/см2) оксида цинка в получаемом материале за счет использования подобранных количеств и концентраций наносимых дисперсий.
- Достаточная величина адгезии частиц к поверхности волокон ткани и хорошая однородность нанесения за счет малого размера и высокой активности частиц, получаемых методом лазерной абляции.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом и включает этапы:
1. Нарезка чистой новой хлопковой ткани на отрезки необходимого размера или подготовка рулона требуемой длины и ширины.
2. Закрепление отрезков ткани на игольчатых держателях, в случае использования рулона - закрепление рулона на держателе для перемотки.
3. Нанесение на ткань путем смачивания дисперсии оксида цинка ZnO.
4. Высушивание полученного материала на воздухе при выбранной температуре. При необходимости нагрева используется калорифер, тепловая пушка или любой другой нагревательный прибор, обеспечивающий нагрев ткани до выбранной температуры, но не выше 100°С.
5. Многократное повторение этапов 3 и 4 для получения материала с требуемым содержанием (концентрацией) наночастиц ZnO.
Оценку антибактериальной активности проводили на культурах Escherichia coli (грамотрицательная бактерия), Staphylococcus aureus (грамположительная бактерия), Bacillus subtilis (грамположительная, спорообразующая бактерия) по диффузионному методу. Бактерии культивировали на мясопептонном бульоне 24 ч при 37°С. Начальная численность бактерий составляла 109 КОЕ/мл. В стерильную чашку Петри помещали по 3 образца материала площадью 1 см2. В стерильный расплавленный мясопептонный агар при температуре 40°С вносили изучаемую культуру. Суспензию перемешивали и разливали по чашкам поверх исследуемых образцов по 20 мл. Конечная численность бактерий для глубинного посева составляла 108 КОЕ/мл. Чашки с застывшим агаром переворачивали и культивировали 24 часа при 37°С. Зоны ингибирования измеряли штангельциркулем. В опыте использовали не менее 5 чашек с 3 образцами для каждого варианта. Средняя ширина зон ингибирования рассчитывалась по формуле W=(Т-D)/2, где W - ширина чистой зоны ингибирования, мм; Т - общий диаметр зоны ингибирования, мм; D - размер образца тканевого материала, мм.
Пример 1.
На отрезок хлопковой ткани площадью 100 см2 за несколько циклов нанесли 200 мл спиртовой дисперсии наночастиц оксида цинка концентрацией 0,1 г/л, полученной методом лазерной абляции. В полученном после высушивания при комнатной температуре материале содержание ZnO составило 0,2 мг/см2. С использованием теста на антибактериальную активность по отношению к E. coli было обнаружено, что зона ингибирования вокруг тестового образца (1 см2) полученного материала составила 19,09±1,4 мм.
Пример 2.
Материал с содержанием оксида цинка 0,2 мг/см2 был приготовлен нанесением за несколько циклов 67 мл водной дисперсии наночастиц ZnO с концентрацией 0,3 г/л на каждые 100 см2 хлопковой ткани. Для ускорения процесса сушки в сторону смачиваемой ткани подавался воздух из тепловой пушки температурой 30°С. Зона ингибирования роста E. coli для 1 см2 тестового отрезка полученного материала составила 18,00±0,8 мм.
Пример 3.
Закрепленные на игольчатые держатели отрезки хлопковой ткани размером по 50 см2 за несколько циклов смачивались спиртовой дисперсией наночастиц оксида цинка (0,5 г/л, по 10 мл на каждый отрезок) и высушивались без дополнительного нагревания. Содержание оксида цинка в полученном материале составило 0,1 мг/см2, а антибактериальная активность была охарактеризована наличием зоны ингибирования роста E. coli с размером 15,75±1,02 мм.
Пример 4.
Рулон бактерицидного материала шириной 10 см и длиной 3 м с содержанием оксида цинка 0,4 мг/см2 был приготовлен путем смачивания хлопковой ткани при последовательной многократной размотке-намотке рулона водной дисперсией наночастиц ZnO (0,2 г/л) в количестве 100 мл на каждые 50 см2 (участок рулона длиной 5 см). Параллельно смачиванию проводилась сушка получаемого материала под струей воздуха из тепловой пушки температурой 40°С. Скорость размотки-намотки рулона подбиралась таким образом, чтобы перед сворачиванием/скручиванием ткани материал полностью высох. Тестовый отрезок полученного композита (1 см2) показал зону ингибирования (E. coli) размером 20,74±0,8 мм.
Пример 5.
Материал размером 50 см2 с 0,6 мг/см2 оксида цинка на поверхности, полученный за несколько циклов нанесением 50 мл водной дисперсии наночастиц ZnO (0,6 г/л) и высушиванием при комнатной температуре, показал антибактериальную активность против Escherichia coli и зона ингибирования составила 22,01±1,1 мм.
Пример 6.
Полотно хлопковой ткани, размером 1×1 м за несколько циклов смачивалось спиртовой дисперсией наночастиц оксида цинка 0,6 г/л, на каждые 50 см2 ткани расходовалось 84 мл дисперсии и высушивалось под действием струи воздуха температурой 50°С. Содержание оксида цинка в полученном материале составило 1,0 мг/см2. Зоны ингибирования тестовых образцов (1 см2) полученного материала была найдена равной 26,83±1,52 мм для Escherichia coli, 17,90±0,60 мм в случае Staphylococcus aureus и 19,10±0,49 мм при ингибировании роста Bacillus subtilis.
Claims (1)
- Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка, отличающийся тем, что модифицирование введением модификатора в количестве от 0,1 до 1 мг/см2 или от 0,8 до 8% вес. проводится путем многократного смачивания поверхности растянутой на игольчатых держателях хлопковой ткани дисперсией наночастиц оксида цинка размером от 5 до 100 нм, со средним значением 10-20 нм, в воде или этаноле с концентрацией 0,1-0,6 г/л, полученной методом лазерной абляции, с последующим высушиванием при температуре до 100°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015146951A RU2615693C1 (ru) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015146951A RU2615693C1 (ru) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2615693C1 true RU2615693C1 (ru) | 2017-04-06 |
Family
ID=58505841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015146951A RU2615693C1 (ru) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Способ получения материала с антибактериальными свойствами на основе хлопковой ткани, модифицированной наночастицами оксида цинка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2615693C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2749636C1 (ru) * | 2020-11-27 | 2021-06-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Способ получения антибактериального материала |
| RU2780376C2 (ru) * | 2022-02-25 | 2022-09-22 | Елена Николаевна Ефременко | Самоочищающийся материал со свойствами химико-биологической защиты |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945211A (en) * | 1996-02-22 | 1999-08-31 | Mitsui Mining And Smelting Co., Ltd. | Composite material carrying zinc oxide fine particles adhered thereto and method for preparing same |
| US20110097957A1 (en) * | 2008-06-30 | 2011-04-28 | Bar Ilan University | Sonochemical Coating of Textiles with Metal Oxide Nanoparticles for Antimicrobial Fabrics |
| CN102373617A (zh) * | 2010-08-27 | 2012-03-14 | 马飞 | 一种纺织品功能整理剂的制备方法 |
| RU2546014C2 (ru) * | 2013-08-21 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Антисептический сорбционный материал, способ его получения и повязка для лечения ран на его основе |
-
2015
- 2015-11-02 RU RU2015146951A patent/RU2615693C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945211A (en) * | 1996-02-22 | 1999-08-31 | Mitsui Mining And Smelting Co., Ltd. | Composite material carrying zinc oxide fine particles adhered thereto and method for preparing same |
| US20110097957A1 (en) * | 2008-06-30 | 2011-04-28 | Bar Ilan University | Sonochemical Coating of Textiles with Metal Oxide Nanoparticles for Antimicrobial Fabrics |
| CN102373617A (zh) * | 2010-08-27 | 2012-03-14 | 马飞 | 一种纺织品功能整理剂的制备方法 |
| RU2546014C2 (ru) * | 2013-08-21 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) | Антисептический сорбционный материал, способ его получения и повязка для лечения ран на его основе |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2749636C1 (ru) * | 2020-11-27 | 2021-06-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» | Способ получения антибактериального материала |
| RU2780376C2 (ru) * | 2022-02-25 | 2022-09-22 | Елена Николаевна Ефременко | Самоочищающийся материал со свойствами химико-биологической защиты |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Phan et al. | Synthesis and attachment of silver and copper nanoparticles on cellulose nanofibers and comparative antibacterial study | |
| Shaban et al. | Production and characterization of superhydrophobic and antibacterial coated fabrics utilizing ZnO nanocatalyst | |
| Kim et al. | Polydopamine-assisted immobilization of hierarchical zinc oxide nanostructures on electrospun nanofibrous membrane for photocatalysis and antimicrobial activity | |
| Shaheen et al. | Durable antibacterial and UV protections of in situ synthesized zinc oxide nanoparticles onto cotton fabrics | |
| Gopiraman et al. | Silver coated anionic cellulose nanofiber composites for an efficient antimicrobial activity | |
| Kharaghani et al. | Electrospun antibacterial polyacrylonitrile nanofiber membranes functionalized with silver nanoparticles by a facile wetting method | |
| Al Aani et al. | Fabrication of antibacterial mixed matrix nanocomposite membranes using hybrid nanostructure of silver coated multi-walled carbon nanotubes | |
| Anitha et al. | Optical, bactericidal and water repellent properties of electrospun nano-composite membranes of cellulose acetate and ZnO | |
| Jadalannagari et al. | Antimicrobial activity of hemocompatible silver doped hydroxyapatite nanoparticles synthesized by modified sol–gel technique | |
| Bozaci et al. | Application of carboxymethylcellulose hydrogel based silver nanocomposites on cotton fabrics for antibacterial property | |
| Pollini et al. | Characterization of antibacterial silver coated yarns | |
| Perera et al. | Morphological, antimicrobial, durability, and physical properties of untreated and treated textiles using silver-nanoparticles | |
| Dastjerdi et al. | A new method to stabilize nanoparticles on textile surfaces | |
| Yang et al. | Hydrothermal synthesis of bacterial cellulose/AgNPs composite: a “green” route for antibacterial application | |
| Gashti et al. | Nanotechnology-based coating techniques for smart textiles | |
| Subramanian et al. | Antimicrobial activity of sputtered nanocrystalline CuO impregnated fabrics | |
| Sheikh et al. | Self synthesize of silver nanoparticles in/on polyurethane nanofibers: nano‐biotechnological approach | |
| Qu et al. | Preparation and property of polyurethane/nanosilver complex fibers | |
| JP2010523344A (ja) | 抗菌性材料 | |
| Choi et al. | Antibacterial ciprofloxacin HCl incorporated polyurethane composite nanofibers via electrospinning for biomedical applications | |
| Hebeish et al. | In situ formation of silver nanoparticles for multifunctional cotton containing cyclodextrin | |
| Dinca et al. | Biocompatible pure ZnO nanoparticles-3D bacterial cellulose biointerfaces with antibacterial properties | |
| Zhou et al. | In situ decoration of Ag@ AgCl nanoparticles on polyurethane/silk fibroin composite porous films for photocatalytic and antibacterial applications | |
| EP2274470B1 (en) | Method of manufacturing natural or synthetic fibres containing silver nano-particles | |
| Khani et al. | In vitro bactericidal effect of ultrasonically sol–gel-coated novel CuO/TiO2/PEG/cotton nanocomposite for wound care |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181103 |