中原工學院何建新J. Colloid Interface Sci.：氧化石墨-銀納米復合材料嵌入納米纖

DOI:10.1016/j.jcis.2020.09.092

抗菌紡織品能有效抑制細菌繁殖并抵抗致病性疾病，在醫學、衛生學等相關領域具有廣泛的應用。然而，傳統的抗菌紡織品具有明顯的局限性，如抗菌耐久性差、制備過程中存在污染等。在這項工作中，使用靜電紡絲技術制備了載有高效抗菌劑的納米纖維紗線。引入聚乙烯亞胺（PEI）作為增溶劑，對功能化氧化石墨烯（GO）進行功能化以形成GO-PEI復合材料。采用一種簡便的微波加熱法合成了GO-PEI和銀納米粒子（AgNPs）。使用多針共軛靜電紡絲設備將納米纖維與GO-PEI-Ag復合材料混合，以形成納米纖維包芯紗。抗菌劑牢牢地固定在纖維上，以防輕易去除。觀察到均勻取向的紗線結構和內部形態，并對織物的抗菌性能進行了測試。該織物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率均超過99.99％。洗滌十次后，抗菌率保持在99.99％以上。因此，靜電紡絲制備的納米纖維織物具有較高的抗菌活性和優異的耐久性，為未來抗菌紡織品的生產提供了一種可行的方法。

圖1.制備GO-PEI-Ag復合材料的合成步驟。

圖2.（a）GO-PEI-Ag復合材料和（b）GO-PEI-Ag/PAN紗線的制備方案。

圖3.（a）GO，（b）GO-PEI，（c）GO-Ag和（d）GO-PEI-Ag在水溶液中不同時間點的數字圖像。

圖4.（a，b）GO-PEI-Ag的透射電子顯微鏡圖像和GO-PEI-Ag上AgNPs的粒徑分布。（c）GO-PEI-Ag上AgNPs的HRTEM圖像。（d，e）GO-PEI的原子力顯微鏡圖像。

圖5.（a）GO、PEI、GO-PEI和GO-PEI-Ag的傅立葉變換紅外光譜。（b）GO和GO-PEI-Ag的紫外-可見吸收光譜。（c）GO和GO-PEI-Ag的X射線衍射圖。

圖6.（a）抗菌織物的顯微照片。（b）GO-PEI-Ag/PAN納米纖維紗線的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。（c）GO-PEI-Ag/PAN納米纖維紗線的場發射SEM圖像。（d）紗線橫截面的SEM圖像。

圖7.暴露于對照、GO/PAN、GO-Ag/PAN和GO-PEI-Ag/PAN織物后，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的細菌菌落。

圖8.織物對（a）大腸桿菌和（b）金黃色葡萄球菌的抗菌率以及（c）大腸桿菌和（d）金黃色葡萄球菌暴露于含GO-PEI-Ag/PAN織物的不同濃度緩沖液的短期存活率曲線。誤差棒代表三個平行實驗數據的標準誤差。

圖9.暴露于對照織物、未經處理的GO-PEI-Ag/PAN織物和經過十次洗滌循環后的GO-PEI-Ag/PAN織物，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的細菌菌落。