Неограниченный срок службы: доступную и долговечную антибактериальную ткань разработали ученые СПбГУПТД
Ученые кафедры химических технологий Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) разработали технологию создания бактерицидных тканей, созданных методом закрепления наночастиц металлов на поверхности и в структуре текстиля, при этом бактерицидный эффект устойчив к частым стиркам из-за предельно прочной фиксации, которую удалось достичь специалистам из СПбГУПТД. Цена таких тканей будет существенно ниже аналогичных антибактериальных материалов.
При создании тканей ученые использовали наночастицы меди, которые, как и серебро, обладают антибактериальными свойствами и применяются для подавления болезнетворных бактерий. «Медь имеет свойство окисляться, и чтобы поддерживать её стабильность, нужно вводить химические добавки, что вывело бы технологию из разряда экологичных. Но нам удалось решить эту проблему и найти способ подавления процесса окисления без введения определенных химикатов», — комментирует один из авторов разработки аспирант кафедры химических технологий СПбГУПТД Екатерина Кудрявцева.
В процессе исследования ученые доказали, что при использовании наночастиц меди совместно с наночастицами серебра наблюдается синергетический эффект, то есть медь с серебром усиливают действие друг друга.
«Тесты показали, что устойчивость к микробиологическому разрушению созданных нами антибактериальных тканей составила 94%, тогда как при использовании только серебра — 8-12%. Также мы зафиксировали ингибирование роста кишечной палочки и золотистого стафилококка», — рассказала доцент кафедры химических технологий СПбГУПТД Алла Буринская. — За счет создания нами биметаллических наночастиц медь-серебро можно существенно снизить стоимость известных на рынке бактерицидных материалов, так как, во-первых, использование меди позволило значительно уменьшить количество серебра, применяемого при создании тканей: соли серебра на рынке сегодня в среднем стоят 25 000 рублей за кг., тогда как сульфат меди 180 рублей за кг. Во-вторых, концентрации применяемых солей очень малы, что существенно повышает экономическую выгоду».
В результате тестовых испытаний ученые получили высокие показатели прочности закрепления биметаллических наночастиц в структуре текстиля, в результате чего срок службы медицинской маски, сделанной из такой ткани, будет ограничиваться только прочностью выбранного материала для обработки наносоставом. Стоимость самой обработки одной готовой маски на производстве будет составлять всего 70 копеек без учета затрат на воду и электроэнергию.
Технология, разработанная учеными кафедры химических технологий СПбГУПТД, применима к любому материалу: это хлопчатобумажная и вискозная ткани, шерсть, шелк, а также конопляное волокно, лён, капрон, полиамидная и целлофановая пленка и так далее. При этом при обработке ткани или пленки достигается колористический эффект: материал приобретает золотисто-желтый, бежевый, коричневатый оттенок. Это позволит исключить операцию крашения как одного из этапов производственного процесса или же существенно сэкономить на расходе красителей.
Помимо средств индивидуальной защиты ученые предполагают использовать технологию при создании текстильных изделий для больниц, нижнего белья для исследователей, отправляющихся в долгосрочные экспедиции, мешков для зерна и даже капроновых фильтров. А сам раствор, испытуемый при создании ткани, можно применять для антибактериальной обработки древесины. За счет колористического эффекта в виде бежевых и коричневых тонов с золотистым оттенком материалы планируется использовать в сфере промышленного дизайна, дизайна одежды и мебели.
