含有纳米和微米级金属氧化物颗粒的复合聚合物涂层纺织品的紫外线防护及抗菌性能

《Polymers for Advanced Technologies》：UV Protection and Antibacterial Properties of Composite Polymer Coated Textiles Containing Nano and Microsize Metal Oxide Particles

本研究利用微米和纳米TiO?、ZnO单质及复合体系探究其对纺织品抗菌及紫外线防护性能的影响。实验表明，纳米TiO?在3%负载量下实现最高紫外线防护（125.7，50+评级），而ZnO微米/纳米复合体系对两种细菌均表现出显著抗菌活性（log降低2.0-3.0）。研究证实微米颗粒可降低成本并提升工业化潜力，同时为生物医用纺织品开发提供了新方向。

　　

摘要

纳米技术为纺织品带来的两大重要功能是抗菌性能和紫外线防护能力，这两点对于保护人类健康和纺织品免受微生物及紫外线辐射的伤害至关重要。将纳米技术应用于纺织品最简单的方法是使用纳米颗粒。然而，使用微颗粒代替或与纳米颗粒结合使用，在成本、可用性和工业化方面可能具有优势。因此，在本研究中，我们分别使用了微米级和纳米级的TiO₂及ZnO作为添加剂，比较了颗粒大小、颗粒类型及其组合对织物抗菌性能和紫外线防护效果的影响。实验结果表明，所有添加剂均有助于提高紫外线防护能力，防护等级介于5到50+之间；其中纳米级TiO₂的效果最为显著，其平均紫外线防护因子达到125.7，在添加量仅为3%时即可提供“优秀”的防护等级。同时，含有纳米级和微米级ZnO的样品也表现出更强的抗菌性能。这两种材料均能有效抑制金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），其抑菌对数值约为2.0；而纳米级ZnO对大肠杆菌（Escherichia coli）的抑菌效果更佳。此外，某些颗粒组合（尤其是含有微米级ZnO的样品）在抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌方面表现出更高的抗菌活性，抑菌对数值可达到3.0。除了紫外线防护和抗菌性能外，这些改性纺织品还可用于多种生物医学应用，如外科手术网和缝合线。鉴于TiO₂和ZnO在生物医学领域的良好生物相容性，本研究还强调了这些纺织品作为功能性生物材料的潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。