文/王丹
醫生、護士和醫療專業人員很快就可穿上涂有微銅納米材料的防護服,這種能高效減少細菌感染和病毒(如大腸桿菌)的防護服可避免病毒在醫院傳播。英國曼徹斯特大學材料科學家與中國多家大學合作,開發出“耐用、可清洗、類似混凝土”的復合材料,這種材料由抗菌銅納米顆粒制成。事實上,這類復合材料具有優異的抗菌性和耐久性,因此在現代醫療保健領域有著巨大的潛力。
避免細菌感染是全世界所有醫院都關注的重大課題,因為醫院存在各種疾病細菌且是病人最集中的地方,細菌在患者和醫務人員的衣物表面上的傳播率很高。工作人員長期置身于這樣的地方最易被感染。2015年,大腸桿菌感染就曾導致5500名在英國健康保險制度下(NHS)的患者死亡,英國預防此類感染的成本僅2018年就高達23億英鎊。曼徹斯特大學研發的這種復合材料與棉和聚酯等可穿戴材料結合的方法具有很高的價值。
金和銀具有優良的抗菌性能,但由于成本極高,用在紡織品上商用價值無法與貴金屬本身相匹配。而銅價格便宜且具有與黃金白銀同等效應的抗菌效果,因此成為研究人員的首選材料。這就是為什么材料化學家把注意力集中在探索使用銅作為最終抗菌劑效果上。然而,要將銅與棉纖維材料結合,用于醫療和臨床抗菌紡織品生產的技術還存在相當大的局限。而今,一種被稱為“聚合物表面嫁接”的方法能有效打破局限。研究小組用聚合物刷將銅納米顆粒與棉纖維和滌綸纖維結合,形成強大的化學鍵。研究人員發現這種粘結物使其具有優異的耐洗性能和耐久性。這一研究最終使涂有銅納米粒子的制服和紡織品在未來商業化進程中邁出了關鍵一步。
此后,研究人員在棉纖維上測試銅納米顆粒,發現其抗菌效果很強,并且銅納米顆粒與天然纖維和聚酯結合所產生的效果適用于多個領域,它是一種典型的高分子人造材料。無論哪種纖維材料,一旦涂上這種銅納米微粒,都能發揮相同的效果,而銅納米顆粒的厚度僅為1~100納米相當于0.0001毫米。
研究小組還發現,這種材料即使經30次洗滌,其棉質和滌綸包覆銅質織物對葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌能力仍然很強。與傳統的鍍銅工藝相比,這類聚合物刷涂技術更有效。國際紡織行業媒體認為,這個研發結果產生的價值非同尋常,一些技術紡織公司已顯示出開發這項技術的興趣,希望在幾年內把這項先進技術商業化。他們現在已開始致力于降低成本,使生產簡單化。
(據美國《科學日報》https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180215105806.htm近期資料)