硼氮化物与离子液体共混聚氨酯弹性体薄膜的抗静电、抗癌及抗菌性能研究

【编辑推荐】本研究通过溶剂浇铸法将聚氨酯（PU）与硼氮化物（BN）和离子液体（IL）共混，制备出兼具抗静电（表面电阻率降至3.3×108 Ω/sq）、抗癌（对U87胶质瘤细胞抑制率达45.3%）和抗菌（对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌抑菌圈达18.6-25.0 mm）的多功能薄膜，为生物医学材料开发提供新思路。

　　

亮点聚焦

材料制备

分析级化学品购自Sigma-Aldrich，包括分段式聚氨酯（M_w=201 kDa）、叠氮化钠（NaN₃）和水合肼（N₂H₄·H₂O）。

硼氮化物（BN）纳米颗粒制备

将5 g硼酸与8 g叠氮化钠溶于去离子水，搅拌30分钟后加入3 mL水合肼，300°C反应16小时获得BN纳米颗粒。

FTIR分析

共混薄膜的红外光谱（图2）显示：PU/BN在3000 cm^-1以上出现芳烃-CH弱峰，2916 cm^-1和2800 cm^-1对应-CH₂不对称/对称伸缩振动；PU/IL在3400 cm^-1处N-H/O-H键特征峰证实氢键网络形成。

结论

本研究通过溶剂浇铸法制备的PU/BN/IL共混薄膜，XRD证实其非晶特性，SEM显示填料浓度导致形貌梯度变化——纯PU呈规则裂隙，PU/BN形成分散良好的棒状结构，PU/IL则呈现团聚不规则形态。机械测试表明1 w/w% PU/BN的拉伸强度提升至41 MPa，表面电阻率下降至3.3×10⁸ Ω/sq。生物评估显示4 w/w% PU/IL对革兰氏阴性/阳性菌抑菌圈达18.6-25.0 mm，1 w/w%配方对U87胶质瘤细胞存活率抑制至45.3%，展现"一材多效"的生物医学应用潜力。