Спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного композиту срібла і міді

Реферат: Спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного композиту срібла і міді включає просочування тканини з натурального волокна водним розчином суміші солей нітрату -4 -2 -4 -2 срібла концентрацією 1,7∙10 -1,7∙10 % мас. та сульфату міді концентрацією 2,5∙10 -2,5∙10 % мас. протягом 15-30 хв., термообробку та сушіння. Термообробку проводять контактом з розігрітою до 205-225 °C поверхнею. UA 102532 U (12) UA 102532 U UA 102532 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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 %), алюмінію (0,120 %), міді (0,120 %) [Патент № 2314834 RU, A61P17/02, A61L15/44 / Добыш С.В., Волков А.А.; Патентообладатели: Добыш Светлана Васильевна, Волков Андрей Александрович. - заявл. 10.07.2006; опубл. 20.01.2008, бюл. № 2. - Раневое покрытие]. 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, нагрівання 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 [Патент № 2256675 RU, 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 композиту срібла і міді 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, термообробку та сушіння, згідно із запропонованим рішенням, просочування здійснюють водним розчином суміші солей нітрату срібла . -4 . -2 . -4 . -2 концентрацією 1,7 10 -1,7 10 % мас. та сульфату міді концентрацією 2,5 10 -2,5 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 тканні матеріали з натурального волокна наночастинки композиту срібла і міді, що мають бактерицидну активність в широкому діапазоні. Термообробка поверхні просоченої тканини прогрітою металевою поверхнею дозволяє не лише скоротити у часі просушування, але і одержати наночастинки відповідних металів, які протягом певного часу зберігають бактерицидні властивості. Спосіб одержання бактерицидного матеріалу з наночастинками срібла і міді реалізується наступним чином. Для одержання наночастинок срібла і міді на поверхні текстильного матеріалу спочатку здійснюють приготування водних розчинів нітрату срібла із сульфатом міді в . -4 . -2 . -4 . -2 концентраціях 1,7 10 -1,7 10 % мас. і 2,5 10 -2,5 10 % мас. відповідно. Масова частка нітрату срібла до сульфату міді складає 1: 1,47, забезпечуючи молярне співвідношення іонів срібла до іонів міді у розчині 1:1. Потім вимочують тканину протягом 15-30 хв. та проводять термообробку контактом з розігрітою до 205-225 °C поверхнею до появи жовтого або жовто-коричневого кольору. Запропонований спосіб було реалізовано в лабораторних умовах наступним чином. Було приготовлено чотири водні розчини солей металів: нітрату срібла і сульфату міді з молярним + 2+ співвідношенням Ag :Cu =1:1. Концентрації солей у розчинах наведені в таблиці 1. 50 Таблиця 1 Концентрації солей у водних розчинах для просочування тканини Концентрація солі у водному розчині, % мас. . AgNO3 CuSO4 5H2O . -2 . -2 1,7 10 2,5 10 . -3 . -3 1,7 10 2,5 10 . -4 . -4 1,7 10 2,5 10 . -5 . -5 1,7 10 2,5 10 № розчину для просочування тканини 1 2 3 4 1 UA 102532 U 5 10 15 Бавовняну тканину вимочували у відповідних розчинах протягом 1530 хв. На 100 мл розчину суміші солей брали 10 г тканини. Потім проводили термообробку просоченої тканини праскою, розігрітою від 205 до 225 °C до появи жовтого або жовто-коричневого кольору. Жовто-коричневе 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 термообробки. 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. Антимікробні властивості тканин з нанесеними частинками змішаної системи Ag/Cu у всіх концентраціях підтверджуються на дослідах з грамнегативними мікроорганізмами - кишковою паличкою (Е. соlі) та синьогнійною паличкою (P. aerugin) та грампозитивними мікроорганізмами стафілококом золотистим (S. aureus) (див. таблицю 2). Таблиця 2 Порівняння антимікробної активності бавовняної тканини з нанесеними на неї наночастинками Ag/Cu Зразок Номер розчину для просочування тканини, (табл.1) Зона затримки росту мікроорганізмів, мм S. aureus P. aerugin E.coli Тканина (контроль) 0,0 0,0 0,0 Тканина з наночастинка ми Ag/Cu 20 1 2 3 4 7,0 5,0 3,0 1,0 4,0 3,0 3,0 0,0 3,0 2,5 1,0 0,0 Зразки, активність яких наведена в таблиці 2, з часу їх одержання зберігалися протягом 1418 тижнів за кімнатної температури на повітрі і проявляли антимікробну активність співмірну активності свіжоприготовлених зразків, що свідчить про те, що дані матеріали підлягають довготривалому зберіганню. В таблиці 3 представлені біоцидні властивості тканини з НЧ срібла до та після 1 циклу прання у пральній машині порошком "Gala" при 60 °C протягом 30 хв. в режимі швидкого прання. 25 Таблиця 3 Порівняння антимікробної активності бавовняної тканини з нанесеними на неї наночастинками Ag/Cu до та після автоматичного прання Зразок 1 Тканина (контроль) Тканина з наночастинками Ag/Cu Номер Зона затримки росту мікроорганізмів, мм розчину S. aureus P. aerugin E.coli для просочуПісля Після Після вання До прання До прання До прання прання прання прання тканини (таблиця 1) 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 0 1 7,0 6,0 4,0 4,0 3 2,5 2 5,0 4,0 3,0 3,0 2,5 2,0 2 UA 102532 U 5 Таким чином проведені дослідження свідчать про те, що спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного композиту срібла і міді є простим, не тривалим, 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. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб одержання бактерицидного матеріалу на основі нанорозмірного композиту срібла і міді, що включає просочування тканини з натурального волокна розчином нітрату срібла заданої концентрації протягом певного часу, термообробку та сушіння, який відрізняється тим, що -4 просочування здійснюють водним розчином суміші солей нітрату срібла концентрацією 1,7∙10 -2 -4 -2 1,7∙10 % мас. та сульфату міді концентрацією 2,5∙10 -2,5∙10 % мас. протягом 15-30 хв., а термообробку проводять контактом з розігрітою до 205-225 °C поверхнею. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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