Спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного срібла

Реферат: Спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного срібла включає просочування тканини з натурального волокна водним розчином нітрату срібла заданої концентрації протягом певного часу, термообробку та сушіння. Просочування здійснюють -4 -2 водним розчином нітрату срібла концентрацією 1,7∙10 -1,7∙10 % мас. протягом 15-30 хв, а термообробку проводять контактом з розігрітою до 205-225 °C поверхнею. UA 101592 U (12) UA 101592 U UA 101592 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів одержання матеріалів з антимікробною активністю, зокрема до перев'язувальних засобів і може бути використана в медицині, легкій промисловості. Відомий спосіб одержання антимікробного бактерицидного матеріалу що включає нанесення на текстильні матеріали у вакуумній камері методом магнетронного розпилення наночастинок срібла (8099,9 %), заліза, (0,120 %), алюмінія (0,120 %), міді (0,120 %). [див. Патент №2314834 RU A61P17/02, A61L15/44, A61F13/00 Добыт СВ., Волков А.А.; - заявл. 10.07.2006; опубл. 20.01.2008, Бюл. № 2. Ранове покриття]. Недоліком цього способу є складність та енергозатратність технологічного процесу одержання, а також присутність сторонніх домішок, які погіршують бактерицидні властивості матеріалу. Найбільш близьким за технічною суттю до заявленого способу є спосіб, який полягає в просочуванні тканини з натуральних волокон водним розчином нітрату срібла концентрації 0,025+1,0 % мас., у співвідношенні тканий матеріал-водний розчин 1 г на 15-30 мл реакційної суміші, додаванні у розчин боргідриду натрію, нагрів реакційної суміші до температури 85150 °C протягом 1-4 годин, з подальшим неодноразовим промиванням дистильованою водою до відсутності якісної реакції промивної води на іони срібла, та просушуванні при температурі 35-40 °C до сталої ваги. [див. Патент № 2256675RU C08L1/02, С08КЗ/28, С08В1/00/ Котельникова Н.Е., Лашкевич О.В., Панарин Е.Ф., Институт высокомолекулярных соединений РАН (ИВС РАН), заявл. 24.07.2001; опубл.20.07.2005, Бюл. № 20. Способ получения серебросодержащих целлюлозных материалов] Недоліком цього способу є використання більшої кількості вихідних матеріалів та значна тривалість процесів нагрівання реакційної суміші і промивки. При створенні способу одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного композита срібла в основу корисної моделі була поставлена задача одержати матеріал з високими бактерицидними властивостями у простий та швидкий спосіб. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання бактерицидного матеріалу, який включає просочування тканини з натурального волокна водним розчином нітрату срібла заданої концентрації протягом певного часу та сушіння, в якому згідно з корисною моделлю, . -4 . -2 просочування здійснюють водним розчином нітрату срібла концентрацією 1,7 10 -1,7 10 % мас. протягом 1530 хв, а термообробку проводять контактом з розігрітою до 205-225 °C поверхнею. Даний спосіб одержання бактерицидного матеріалу дозволяє наносити на ткані матеріали з натурального волокна наночастинки Ag що мають бактерицидну активність в широкому діапазоні, а термообробка поверхні просоченої тканини прогрітою металевою поверхнею дозволяє не лише скоротити у часі просушування, але і одержати наночастинки відповідних металів, які є стійкими до механічного впливу. Спосіб одержання бактерицидного матеріалу з наночастинками срібла реалізується наступним чином. Для одержання наночастинок срібла на поверхні текстильного матеріалу . -4 . спочатку здійснюють приготування водних розчинів нітрату срібла в концентрації 1,7 10 -1,7 10 2 % мас. Потім вимочують тканину протягом 15+30 хвилин та проводять термообробку контактом з металевою поверхнею, розігрітою від 205 до 225 °C до появи жовтого кольору. Запропонований спосіб було реалізовано в лабораторних умовах наступним чином. Було . -4 . -3 . -4 приготовано водні розчини нітрату срібла. Концентрація розчинів була 1,7 10 , 1,7 10 , 1,7 10 , . -5 1,7 10 % мас. Бавовняну тканину вимочували у відповідних розчинах протягом 1530 хвилин. На 100 мл розчину брали 10 г тканини. Потім проводили термообробку просоченої тканини контактом з металевою поверхнею праски, розігрітою від 205 до 225 °C до появи жовтого кольору. Жовте забарвлення тканини після обробки свідчить про утворення наночастинок срібла, що підтверджується також і наявною смугою поверхневого плазмонного резонансу (ППР) в спектрах дифузного відбиття тканин після прожарювання. Смуга ППР має максимум в області 430 нм. Таке положення характерне для наночастинок срібла, середній розмір яких становить близько 30 нм. Спектри дифузного відбиття одержаних тканин з наночастинками срібла реєстрували за допомогою спектрофотометра Perkin-Elmer Lambda Bio 35 UV-Vis з інтегруючою сферою Labsphere RSA-PR-20 у діапазоні довжин хвиль 200-1000 нм. 0 За даними рентгенофазового аналізу наночастинки містять як фазу металу Ag, так і оксидну фазу Ag2O. Рентгенофазовий аналіз проводили за допомогою дифрактометра ДРОН-407 з нікелевим фільтром у випромінюванні СuКα (λ=0,15418 нм) у відбитому пучку і геометрії реєстрації по Брегу-Брентано (2θ=10-60°). За даними рентгенофазового аналізу наночастинки містять оксидну фазу Ag2O. Пік в області 2θ=32 характерний для оксиду срібла що говорить про те, що наночастинки металу на поверхні тканини знаходяться в оболонці оксиду срібла, а 0 широка малоінтенсивна смуга в області 2=38 може бути віднесена до Ag . 1 UA 101592 U Антимікробні властивості тканин з нанесеними наночастинками срібла всіх вказаних концентраціях підтверджувалися на дослідах з грамнегативними мікроорганізмами - кишковою паличкою (Е. соlі) та синьогнійною паличкою (P. aerugin) та грампозитивними мікроорганізмами стафілококом золотистим (S. aureus) (див. Табл. 1). 5 Таблиця 1 Порівняння антимікробної активності бавовняної тканини з нанесеними на неї наночастинками Ag Зразок Тканина (контроль) Тканина з наночастинками MnAg 10 Концентрація нітрату срібла в водному розчині, %мас. . -2 1,7 10 . -3 1,7 10 . -4 1,7 10 . -5 1,7 10 Зона затримки росту мікроорганізмів, мм S.aureus P. aerugin E.coli 0 0 0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 4,0 2,0 1,0 3,0 0 0 0 Зразки, активність яких наведена в таблиці 1, з часу їх одержання зберігалися протягом 1418 тижнів за нормальних умов на повітрі і проявляли антимікробну активність співмірну активності свіжоприготовлених зразків. Бавовняна тканина з нанесеними наночастинками срібла зберігала антимікробні властивості після прання у пральній машині порошком „Gala" при 60 °C протягом 30 хв в режимі швидкого прання. В таблиці 2 представлені біоцидні властивості тканини з НЧ срібла до та після одного циклу прання. Таблиця 2 Порівняння антимікробної активності бавовняної тканини з нанесеними на неї наночастинками Ag до та після автоматичного прання Зразок Тканина (контроль) Тканина з наночастинками Ag 15 20 Концентрація Зона затримки росту мікроорганізмів, мм нітрату S. aureus P. aerugin E.coli срібла в водному Після Після Після До прання До прання До прання розчині, % прання прання прання мас. 0 0 0 0 0 0 . -2 1,7 10 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 . -3 2,0 2,0 2,0 2,0 4,0 3,0 1,7 10 Таким чином проведені дослідження свідчать про те, що спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного срібла є нетривалим, нетрудомістким, економним та дозволяє одержати матеріал, стійкий до механічного впливу із збереженням антимікробних властивостей. Він може бути використаний в медичній галузі, зокрема як одноразовий перев'язочний матеріал, так і текстиль для багаторазового використання у лікарнях (в процедурних кабінетах тощо) та спецодягу для військових або працівників інших спеціальностей, що передбачає тривале знаходження людини в антисанітарних умовах. 2 UA 101592 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного срібла, що включає просочування тканини з натурального волокна водним розчином нітрату срібла заданої концентрації протягом певного часу, термообробку та сушіння, який відрізняється тим, що -4 -2 просочування здійснюють водним розчином нітрату срібла концентрацією 1,7∙10 -1,7∙10 % мас. протягом 15-30 хв, а термообробку проводять контактом з розігрітою до 205-225 °C поверхнею. 10 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3