含银微纳米复合材料在生物医学应用的研究进展

近些年来,微纳米复合材料发展十分迅速。微纳米复合材料通常由两种或以上的不同材料组成在一个单元结构里,藉此具有多功能的、功能增强或协同增强的特性。含银微纳米复合材料是其中重要的研究分支,在当前生物医学应用中取得了众多的功能集成或功能增强等研究成果。主要综述了银/聚合物和银/氧化铁两类微纳复合材料,首先总结了银/聚合物和银/氧化铁微纳复合材料的制备方法,包括乳液聚合法、原位生成/还原法、空穴法、离子交换法、一锅法、种子法、静电作用法以及胶束法等;其次,总结了银/聚合物和银/氧化铁复合材料在表面增强拉曼散射、光学成像、抗菌抗癌、免疫检测、电化学检测、催化降解等生物医学领域的应用,以及对未来发展趋势的展望。

聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的制备与表征

以氧化石墨为原料,制备膨胀石墨,在超声波的作用下,膨胀石墨的片层结构发生剥离得到纳米石墨微片,对纳米石墨微片进行化学镀银,制备镀银纳米石墨微片,然后采用原位聚合法制备了聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,纳米石墨微片的厚度为30～90nm,直径为1～20μm,具有相当大的径厚比(平均为200),该结构对纳米石墨微片在聚合物基体中形成导电网络极为有利;镀银纳米石墨微片的厚度为200～250nm,被聚吡咯完全包覆,并以纳米级尺寸均匀分散在聚吡咯基体中;聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯均有所提高。

环氧树脂/镀银纳米石墨微片导热复合材料的制备与性能

以膨胀石墨为原料,采用超声分散法和化学镀法制得镀银纳米石墨微片,然后将其填充在环氧树脂基体中制备环氧树脂/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,银粒子均匀镀覆在纳米石墨微片上,银层厚度为100nm,有利于在环氧树脂基体中形成导热通路;与环氧树脂相比,环氧树脂/镀银纳米石墨微片复合材料的力学性能和热导率能都得到提高;当镀银纳米石墨微片含量为3%时,复合材料的热导率为1.827W/(m·K),比纯环氧树脂热导率提高了近5倍。

多孔碳微球负载纳米银的制备及抗菌性能

利用浸渍还原法在水热法制备的多孔碳微球(PCMSs)表面负载银纳米颗粒,制备了不同银含量的Ag/PCMSs复合材料。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射仪、透射电子显微镜以及热重对产物的形貌和结构进行表征分析;并采用抑菌环定性实验对所制备的Ag/PCMSs复合材料的抗菌性能进行评价。结果表明:PCMSs表面有—OH、C=O等含氧官能团;50℃下PCMSs与AgNO3在乙醇中反应,在其表面负载直径约16nm、分布均匀的银纳米颗粒;抗菌实验分析表明样品具有很好的抗菌性,可以作为抗菌材料。

AgNWs-PVDF气喷/熔喷复合材料的制备及性能

采用气喷的方式将银纳米线-聚偏氟乙烯(AgNWs-PVDF)纺丝液喷射到PP熔喷布上,制备微-纳米结构的AgNWs-PVDF气喷/熔喷复合材料,并对其形貌、接触角、孔隙、力学、过滤以及抗菌性能等进行表征。结果表明:熔喷PP纤维的直径为2μm,气喷AgNWs-PVDF纤维直径仅为99.5 nm;经纳米和微米纤维复合后,材料的过滤效率明显提高,最高增长48.61%;而过滤阻力变化不大,仅增加2 Pa;复合材料与熔喷布相比疏水性有所提高,接触角增至138°;AgNWs的抗菌优势使材料对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌有明显抑制作用,抑菌圈直径分别达25.56、26.13 mm。