“纳米抗菌生物蛋白纤维”项目实现产业转化

2005年1月18日，在人民大会堂举行的由中国纺织工业协会组织的中国科学院过程工程研究所、北京赛特瑞科技发展有限公司、四川五粮液集团有限公司共同研制的“纳米抗菌生物蛋白纤维”(简称“生物蛋白纤维”)项目鉴定会上，两位身穿艳丽“羊绒衫”的漂亮男女模特引来与会者的频频侧目，也引起记者的好奇。原来模特身上的“羊绒衫”是用新研制出来的“纳米抗菌生物蛋白纤维”丝加工出来的。

中国研制出纳米抗菌生物蛋白纤维

日前，由中国纺织工业协会组织的纳米抗茵生物蛋白纤维鉴定会上传来消息：由中科院过程所、北京赛特瑞科技公司共同承担的纳米抗茵生物蛋白纤维课题组，率先在国际上研制出了纳米抗茵生物蛋白纤维及整套工艺。

纳米抗菌生物蛋白纤维通过鉴定

日前，中国纺织工业协会在京组织召开了由中国科学院工程研究所，北京赛特瑞科技发展公司和四川宜宾五粮液集团承担的“纳米抗菌生物蛋白纤维”项目鉴定会。专家鉴定组认为该项目利用废弃的羊毛，牛毛、驼毛等，成功地制备了高制成率（97%以上）适合纺丝的角蛋白溶液，将角蛋白溶液加入纤维素纺丝液中，又将纳米抗菌粉均匀分散其中，采用粘胶纺丝工艺制造出抗菌功能性蛋白纤维，在技术上具有创新性，填补了国内空白，居国际领先水平；在废弃羊毛等的循环再利用方面具有重要的社会意义，符合我国循环经济和可持续发展的要求具有良好的经济效益和市场前景。

纳米抗菌生物蛋白纤维项目通过鉴定

2005年1月18日，中国纺织工业协会在北京组织召开了“纳米抗菌生物蛋白纤维”项目鉴定会。纺织及化纤专业的8名高级专家组成鉴定委员会，中国工程院院士、纺织工程及纺织材料专家姚穆教授任鉴定委员会主任。中国纺织工业协会有关部门负责人、企业领导及新闻界共50余人出席了会议。

抗菌、抗氧化和厚朴酚复合纳米纤维膜的制备及性能研究

目的满足新型天然食品活性包装材料的需求。方法天然植物苯酚和厚朴酚(HK)为活性成分,采用共混静电纺丝工艺制备PLGA-HK复合纳米纤维膜,避免食品氧化及受到微生物的侵袭。结果通过FT-IR、扫描电镜、TG、水接触角等表征手段,证明PLGA-HK复合纳米纤维膜具有均匀的纤维形貌,以及良好的热稳定性和表面疏水性。此外,PLGA-HK复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于等于99%,抗氧化活性值达到(61.33±7.71)%,且活性成分在作用过程中不会溶出,其安全性较高。结论在食品保鲜应用中,PLGA-HK复合纳米纤维膜可有效保持食品品质,延长食品保质期,具有作为食品保鲜应用活性包装材料的潜力。

石墨烯-PAN基复合纳米纤维的微观形貌及其抗菌性能

为了优化GO-PAN基复合纳米纤维的制备方法,探究石墨烯的质量分数对复合纳米纤维抗菌性能的影响效果,利用静电纺丝法制备了不同石墨烯质量分数的GO-PAN基复合纳米纤维,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪、力学性能分析等对复合纳米纤维的宏观性能和微观结构进行表征。研究结果表明:石墨烯的添加降低了复合纳米纤维的结晶度,GO-PAN基复合纳米纤维微观上呈三维网状结构,纳米纤维无序交错排列,纤维直径为170~230 nm。随着石墨烯质量分数的增加,复合纳米纤维的拉伸强度先增大后降低,断裂延伸率持续降低,且当石墨烯质量分数增大至0.9%时,复合纤维的拉伸强度达到了最大值20.61 MPa;石墨烯的添加改善了复合纳米纤维热学性能,脱水温度提高。GO-PAN基复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均超过了95%,且石墨烯质量分数0.9%的复合纳米纤维膜对2种菌种的抑菌效率均达到最大值,抑菌率分别为97.32%、99.85%,其中复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效率高于大肠杆菌。

生物基纳米复合食品包装材料的抗菌性研究进展

因目前使用的食品包装多是不可降解的塑料制品,造成严重的环境污染,故对于可降解食品包装材料的研制和使用迫在眉睫。生物基纳米复合材料是以生物基聚合物为基质,以纳米物质为分散相组成的一类复合材料。这类材料表现出优异的灵活性、生物相容性、生物降解性和较低的成本效益等特点。本文主要介绍生物基纳米复合材料的组成、分类和性能,总结这类生物基纳米复合材料在抗菌方面的优越性及在食品领域中的应用研究进展。

功能化细菌纤维素纳米晶复合聚氨酯医用抗菌涂层的制备及性能研究

植入医疗器械的感染是临床治疗的难题之一,因此研究具有长效稳定抗菌效果的医用涂层对于医疗植入器械领域十分重要。本研究使用细菌纤维素膜片,通过粉碎―氧化法制备氧化改性细菌纤维素纳米晶体,并化学接枝阳离子化合物双胍制备获得新型纳米抗菌材料NBC-BG,最后与聚氨酯(PU)进行复合制备了PU-NBC-BG医用抗菌涂层。通过多种材料表征手段,研究了不同比例添加下涂层的结构性能变化,同时通过抗菌实验证明了PU-NBC-BG涂层具有优良且稳定的抗菌性能以及抗生物膜效果,在医疗器械领域具有很好的前景。

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

丝素蛋白-纳米银复合材料在抗菌领域的研究进展

重点总结归纳了丝素蛋白-纳米银复合膜、水凝胶、纤维等多种应用形态在抗菌领域的最新研究进展,阐述了丝素蛋白与纳米银结合的抗菌优势、复合材料目前尚待解决的稳定性与安全性问题,展望了丝素蛋白-纳米银复合材料发展方向。

同轴静电纺抗菌PLA纳米纤维膜的制备及其性能

为了获得释药速率稳定的载药纳米纤维膜,以聚乳酸(PLA)为原料,采用同轴静电纺工艺制备具有皮芯结构的纳米纤维膜。分析了皮层与芯层不同推注速度比下制备的静电纺纳米纤维膜的化学结构、亲水性能、抗菌性能、药物缓释性能。结果表明:复合抗菌剂Ag@TP粒子分布均匀且较为纯净,并能够成功复合到静电纺纳米纤维膜上。当皮层与芯层推注速度比为3∶1时,制得的纳米纤维具有较为均匀的直径分布,并且纤维因其粗糙的表面而具有更大的比表面积,使得相同条件下的纤维膜能够吸附更多细菌,同时疏水性较强且断裂伸长率达到最大。认为:与共混结构的纳米纤维膜相比,具有皮芯结构的同轴静电纺纳米纤维膜可以有效缓解突释问题,能够更好地实现抗菌剂的长效稳定释放。

负载聚集诱导发光光敏剂纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为解决光动力抗菌纤维活性氧(ROS)产率低、光敏剂易泄露等问题,以聚集诱导发光(AIE)分子(TPE-TCF)为光敏剂,与聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混,通过静电纺丝制备TPE-TCF@PAN/PVP纳米纤维膜,表征其化学结构、微观形貌和表面亲水性,并探究其ROS产率和抗菌效果。结果表明:TPE-TCF@PAN/PVP膜(TPE-TCF质量分数为0.4%)具有高亲水性、优异的光敏剂负载稳定性和高ROS产率,超低功率白光照射20 min后,可实现对金黄色葡萄球菌(抑菌率大于96.2%)和大肠杆菌(抑菌率大于99.9%)的高效灭菌。该研究结果可为高效广谱抗菌的医用防护材料的制备和应用提供参考。

具有抗菌/紫外屏蔽效果的氧化纳米纤维素薄膜的制备及其性能研究

氧化纳米纤维素(TOCNF)薄膜是一种理想的食品包装材料,但因缺乏抗菌能力和紫外线屏蔽能力,因而应用受到限制。将TOCNF与纳米氧化锌(ZnONPs)通过逐层自组装的方式结合,制备了负载ZnONPs的抗菌和屏蔽紫外线的TOCNF/ZnONPs/TOCNF复合薄膜,解决了TOCNF无抗菌能力以及ZnONPs难负载、易脱落的问题。结果表明:随着ZnONPs的加入,复合薄膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有抑制作用;当ZnONPs添加量为9mL时,复合薄膜对紫外线(波长200~400nm)屏蔽效率达到100%;ZnONPs添加量为3mL时,复合薄膜的拉伸强度可达(110.97±1.95)MPa。

离心静电纺薰衣草精油抗菌纳米纤维膜的制备及表征

为了赋予纺织品抗菌性能,通过离心静电纺丝技术将抗菌材料薰衣草精油微胶囊负载在聚丙烯腈(PAN)纳米纤维中,制备了抗菌纳米纤维膜,探究了纺丝液中PAN含量对抗菌纳米纤维膜形貌的影响,并对抗菌纳米纤维膜的化学结构、热稳定性、精油缓释和抗菌性能进行了测试与表征。结果表明,当PAN质量分数为8%时,制备的抗菌纳米纤维膜形态良好,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有抑制性,放置4周后抗菌纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别从99.1%和98.7%降低到75.5%和72.6%。

纳米铜抗菌纤维的制备与性能研究

随着人们生活水平的不断提高,对于纺织品的需求已经从传统的保暖、美观等基本功能扩展到健康、环保等更高层次的需求。纳米铜作为一种具有优异抗菌性能的材料,其在抗菌纤维的制备上展现出巨大的潜力,文章通过化学还原法成功制备了纳米铜抗菌纤维,并通过一系列表征技术对纤维的结构进行了详细分析,对所得纤维的力学性能和热力学性能进行了系统的研究,探讨了纳米铜含量对纤维性能的影响。研究结果表明,纳米铜的引入显著提高了纤维的抗菌性能,且在一定范围内,纳米铜含量的增加有助于提升纤维的力学性能。热力学性能分析显示,纳米铜的加入对纤维的热稳定性有一定的影响。研究结果为纳米铜抗菌纤维的开发和应用提供了理论基础和实验数据支持。

抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及其性能

探讨抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及性能。以硅酸四乙酯(TEOS)为硅源得到SiO_(2)静电纺丝液,将全氟辛基三甲氧基硅(FAS)掺入纺丝液中,利用静电纺丝法制得抗细菌黏附的氟化SiO_(2)纳米纤维膜。结果表明:氟化SiO_(2)纳米纤维膜具有良好的疏水性,可有效抵御亲水环境中悬浮的细菌细胞,防止其在纤维膜表面黏附。将氟化SiO_(2)纳米纤维膜与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌混合培养24 h,从抗菌平板上发现其具有较为优异的抗菌活性。此外,利用L929细胞在培养24 h和72 h后对其体外细胞毒性进行检测,发现氟化SiO_(2)纳米纤维膜仍保持较低的细胞毒性。认为:抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜可进一步拓展抗菌纤维的应用。

透明纤维素纳米丝/水性聚氨酯抗菌复合膜的制备及其性能研究

采用乙醇作为溶剂,将高效抗菌组分N-卤胺抗菌剂1-氯-2,2,5,5-四甲基-咪唑啉哃(MC)引入纤维素纳米丝/水性聚氨酯(CNF/WPU)复合膜体系,通过溶液浇筑法制备了透明CNF/WPU-MC抗菌复合膜,探讨了工艺条件对复合膜机械性能、外观形貌、氯含量、溶胀性、质量损失率的影响,并得出最佳工艺参数。在此基础上,研究了抗菌复合膜的结构、抗菌性能、存储稳定性等。结果表明,CNF/WPU-MC抗菌复合膜具有优异的吸湿性和机械性能,且能够在5min接触时间内使接种的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌株失活,具有快速杀菌特性,可为包装用抗菌薄膜材料的研发及应用提供理论基础和科学依据。

壳聚糖微纳米纤维复合抗菌空气滤材的制备及其性能

为制备一种绿色环保的抗菌空气过滤材料,在壳聚糖水刺非织造布(CS)的表面静电纺丝一层壳聚糖/聚氧化乙烯(CHI/PEO)纳米纤维膜,得到壳聚糖微纳米纤维复合空气滤材(CHI/PEO-CS)。对制备的CHI/PEO-CS复合膜的微观形貌、力学性能、孔径分布、透气性、过滤性能以及抗菌性能进行了系统研究。结果表明:CHI/PEO纤维直径随着PEO质量分数的增加而增大,当PEO质量分数为0.45%时,CHI/PEO纤维的成纤率最好,对应的纳米纤维直径为146 nm;CHI/PEO-CS对300 nm NaCl气溶胶颗粒的过滤效率可达99.56%,对应压降为63 Pa;当壳聚糖水刺布表面静电纺纳米纤维膜后,CHI/PEO-CS在改善其过滤性能的基础上依旧保持原水刺布较高的强力,且具有较好的透气性能(246.2 mm/s);此外,CHI/PEO-CS对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的拦截率分别为99.97%和99.88%,显著高于纯CS水刺布。

银纳米粒子涂层根管镍钛器械的抗菌性能及生物相容性研究

目的探讨银纳米粒子涂层根管镍钛器械(silver nanoparticals-coated root canal nickel titanium instruments,AgNPs-NiTi)的抗菌性能及生物相容性。方法利用脉冲电化学沉积技术制备AgNPs-NiTi。场发射扫描电镜观察AgNPs-NiTi的形貌,X射线衍射仪和能谱仪分析涂层的元素组成及含量,万能材料实验机检测AgNPs-NiTi的机械性能。将AgNPs-NiTi与粪肠球菌(E.faecalis)悬液共培养,细菌菌落计数法检测AgNPs-NiTi对E.faecalis的抗菌效果。构建离体牙根管内E.faecalis生物膜模型,将AgNPs-NiTi放入根管内模拟器械分离,用场发射电镜、活死菌染色法观察AgNPs-NiTi对E.faecalis生物膜的抗菌效果。AgNPs-NiTi与Raw264.7细胞共培养,用CCK-8法检测其细胞毒性。结果脉冲电化学沉积法在NiTi器械上构建银纳米粒子涂层,载银后NiTi器械的机械性能无明显变化。AgNPs-NiTi能够明显抑制E.faecalis的增殖,并显著破坏根管内E.faecalis生物膜。AgNPs-NiTi对Raw264.7的增殖无明显影响,无明显细胞毒性。结论AgNPs-NiTi的机械性能与镍钛器械相仿,可抑制E.faecalis及其生物膜的活性,具有良好的生物相容性。

非溶出性生物基抗菌抑臭纤维及其纺织品开发应用

文章主要阐述了非溶出性生物基抗菌抑臭纤维--禾素Pro■抗菌抑臭纤维的加工方法及功能特点。振荡法测试结果表明,禾素Pro■抗菌抑臭纤维及其纺织品具有持久有效的抗菌抑臭性能。文章还对禾素Pro■抗菌抑臭纤维在纺织领域如卫生用品、内衣、家纺等的应用做了概述。