DOI:10.1016/j.mtcomm.2020.101671
塑料垃圾的堆積和傳染病的流行促使科學界尋找新的材料來制備納米復合生物膜。借助納米技術，可以對構成新型納米復合生物膜的材料進行處理，從而改善其機械性能并賦予其抗菌能力。以電紡纖維為屏障材料的生物膜可以防止感染性微生物。對于這些應用，靜電紡絲法可以將活性劑包封在聚合物纖維中。本文介紹了一種可以將聚乳酸微纖維與活性劑結合在一起的納米復合生物膜，該生物膜具有潛在的抗菌屏障作用。其中，銅離子負載在天然智利沸石納米顆粒上，并用乙酰化纖維素納米纖維增強。該研究從通過機械方法獲得纖維素納米纖維開始。對納米纖維進行乙酰化處理，以確保其在聚合物基體中的充分分散，并改善生物膜的機械性能。聚合物和納米顆粒通過雙重配置（同時注入）靜電紡絲階段摻入生物膜中。結果表明，獲得了平均直徑為83nm的乙酰化纖維素納米纖維。FT-IR表征證實了納米纖維素的伯醇羥基中出現了乙酰基附著帶。生物膜的形態分析表明存在連續的、隨機取向的微纖維結構，平均纖維直徑為1.7μm至2.4μm。根據銅分布圖，證實了通過靜電紡絲技術能夠對天然智利沸石納米顆粒進行銅離子包封。對于添加了乙酰化納米纖維的所有生物膜，其機械性能都有所提高。熱降解曲線表明，添加納米顆粒有利于薄膜的耐熱降解性能。水蒸氣滲透性測試表明，生物膜中納米顆粒收縮的增加不會導致該參數的增加。微生物學測試證實，該生物膜對革蘭氏（-）鼠傷寒沙門氏菌（導致禽類產品食源性疾病）和革蘭氏（+）金黃色葡萄球菌（其存在對食品加工的衛生和衛生質量有影響）具有抗菌活性。
圖1.AFM圖像。（a）CNF；（b）CNF直方圖；（c）乙酰化CNF；（d）乙酰化CNF直方圖。
圖2.CNF和乙酰化CNF樣品的FTIR光譜。
圖3.靜電紡絲形成的生物膜中銅分布的SEM顯微照片，平均纖維直方圖和EDX圖。小亮點表示存在銅。（a）：0％乙酰化CNF/0％nZH-Cu；（b）：1％乙酰化CNF/1％nZH-Cu；（c）：1％乙酰化CNF/2％nZH-Cu；（d）：1％乙酰化CNF/3％nZH-Cu；（e）：1.5％乙酰化CNF/1％nZH-Cu；（f）：1.5％乙酰化CNF/2％nZH-Cu；（g）：1.5％乙酰化CNF/3％nZH-Cu；（h）：2％乙酰化CNF/1％nZH-Cu；（i）：2％乙酰化CNF/2％nZH-Cu；（j）：2％乙酰化CNF/3％nZH-Cu。
圖4.熱重曲線。靜電紡絲后生物膜的TGA（a）和DTG（b）。
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