Международный коллектив из Москвы и Вьетнама создал новый биоцидный материал — хлопковую ткань с покрытиями из наночастиц оксида меди, которая подавляет развитие целого ряда патогенов. При этом она устойчива в тропическом климате, не опасна для кожи человека и существенно доступнее, чем известные аналоги, сообщает пресс-служба Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН). Результаты работы опубликованы в журнале Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics.
Создание тканей с бактерицидными свойствами — один из трендов текстильной промышленности последних лет. Антибактериальные свойства ткани востребованы для медицинских применений в связи с распространением устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий.
Новая тенденция — использование в качестве бактерицидного компонента наночастиц оксидов металлов. В ИОНХ РАН исследователи получили хлопчатобумажную ткань с покрытием из наночастиц оксида меди, которые проявляют широкий спектр биоцидных свойств и эффективно подавляют жизнедеятельность бактерий, грибков и простейших, но при этом безопасны для человека.
Коллектив учёных провёл испытания биоцидных свойств полученных тканей во Вьетнаме, так как в тропическом климате скорость размножения микроорганизмов и их биологическое разнообразие выше. Испытания длились 12 месяцев, и в течение всего этого срока биоцидные свойства полученных тканей сохранялись.
Для прочного закрепления наночастиц на ткани и создания долговечного покрытия была использована разработанная в ИОНХ РАН технология нанесения с использованием ультразвуковой обработки. Такой метод обеспечивает равномерное распределение наночастиц и допускает крупномасштабное производство. Воздействие мощного ультразвука позволяет наночастицам проникнуть глубоко внутрь волокон ткани, даже при длительном замачивании в воде наночастицы оксида меди не отделяются от хлопка.
Испытательный стенд с образцами ткани
«Нашей задачей было создать дешёвые, эффективные и безопасные бактерицидные ткани. Было очень важно подтвердить, что наночастицы оксида меди не растворяются с образованием вредных ионов меди. Для этого мы применили два взаимодополняющих метода: масс-спектрометрию с индуктивно-связанной плазмой и так называемые lux-биосенсоры, то есть специальные бактерии, которые начинают светиться в присутствии даже ультрамалых концентраций ионов меди», — рассказала сотрудник Лаборатории новых антибактериальных координационных соединений ИОНХ РАН Варвара Весёлова.
На следующем этапе были проведены масштабные и длительные натурные испытания ткани. На климатической испытательной станции Хоа Лак в пригороде Ханоя образцы экспонировались 12 месяцев. Каждый месяц проводился анализ микроорганизмов на ткани. В результате количество микроорганизмов на полученных тканях в течение всего срока испытаний было в 100–1000 раз меньше, чем на тканях без обработки.
Чашки Петри с культурами микроорганизмов, смытых с образцов ткани после экспозиции на климатической испытательной станции
«Такие испытания очень ценны, потому что в подавляющем большинстве исследований свойства бактерицидных материалов проверяют на одном-двух видах бактерий. Но ведь в реальности на материал воздействуют десятки видов бактерий, простейших и одноклеточных грибов одновременно. Полевые испытания позволяют проверить реальную эффективность созданного материала», — добавила Варвара Весёлова.
По словам авторов исследования, использование технологичного способа обработки, невысокая стоимость и доступность исходного сырья, безопасность наночастиц при контакте с кожей позволяют получать ткани, долго сохраняющие высокую прочность даже на открытом воздухе при относительной влажности более 90 %.
Работа выполнена учёными из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Федерального исследовательского центра химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН, Института молекулярной генетики НИЦ «Курчатовский институт» и российско-вьетнамского Тропического научно-исследовательского и технологического центра.
Источник: пресс-служба ИОНХ РАН.