[发明专利]一种具有抗菌活性的功能性纳米材料及制备方法

说明书

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌活性的功能性纳米材料及制备方法，所述制备方法包括制备基材纤维、基材纤维的表面改性、银负载纳米纤维的表面改性等步骤，采用双层镀膜工艺，首先利用静电纺丝工艺制备出基材，工艺简单、易操作，然后在基材表面沉积一层银膜，再在银膜表面沉积一层铜膜。两种元素和两层涂层膜的引入增加了材料的抗菌活性和耐磨损性能，提高了材料的使用寿命。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种具有抗菌活性的功能性纳米材料及制备方法。

背景技术

抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类材料。由于环境中含有多种致病微生物，威胁着人类健康，所以开发具有抗菌活性的材料对人类健康具有重要意义。

通过将抗菌剂和纳米纤维以物理或者化学方法复合制备的具有抗菌功能的纳米材料，是近年来纳米材料研究和开发的热点。其中，抗菌剂和纳米纤维的结合不仅有利于抗菌剂的传输、释放和吸收，而且有利于空气的透过，并阻碍空气中灰尘、细菌的通过，从而达到良好的抗菌效果。其中研究最广泛的当属无机抗菌剂复合纳米纤维材料，无机抗菌剂具有良好的持久性、广谱性抗菌特点，以银和银离子的抗菌效果最为显著，应用也最为广泛。比如有研究者将硝酸银和醋酸纤维素溶液混合后，利用静电纺丝制备出的纳米纤维膜，在紫外光的照射作用下，纤维上的银离子通过光致还原成银纳米粒子，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较好的抗菌作用。

虽然上述通过静电纺丝制备出的抗菌材料可以有效杀灭细菌，但是目前这类材料的制备过程要么是将银离子融合于抗菌材料内，要么是将银膜或者银离子膜沉积于基材表面，涂层≤1层，单一涂层或者无涂层的材料的耐磨损性能较差，影响材料的使用寿命。

发明内容

本发明提供的一种具有抗菌活性的功能性纳米材料及制备方法，开发了一种新的具有抗菌活性的功能性纳米材料的制备方法，制成的纳米材料具有良好的抗菌活性和耐磨损性能，提高了材料的使用寿命。

本发明的目的是提供一种具有抗菌活性的功能性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，制备基材纤维

将乙烯-乙烯醇共聚物加入异丙醇-水溶液中，使乙烯-乙烯醇共聚物完全溶解，得到基材溶液，将基材溶液用静电纺丝仪进行静电纺丝，制备得到基材纤维；其中异丙醇-水溶液中异丙醇和水的体积比例为7:3；

S2，基材纤维的表面改性

通过离子溅射仪在所述基材纤维表面沉积银膜，得到银负载纳米纤维；离子溅射仪的溅射条件为：氩气作为填充气体，真空度为0.1MPa，电流25mA，沉积时间为8～30min；

S3，银负载纳米纤维的表面改性

银负载纳米纤维表面依次经氧化处理、去氧化处理，得到改性银负载纳米纤维，再通过离子溅射仪在所述改性银负载纳米纤维表面沉积铜膜，得到具有抗菌活性的功能性纳米材料。

优选的，上述具有抗菌活性的功能性纳米材料的制备方法，S1中，乙烯-乙烯醇共聚物与异丙醇-水溶液中的比例为5～8g:100mL。

优选的，上述具有抗菌活性的功能性纳米材料的制备方法，所述静电纺丝的条件如下：电压13～15kV，溶液流速5mL/h，静电纺丝仪的喷头到接收物之间的距离15cm。

优选的，上述具有抗菌活性的功能性纳米材料的制备方法，S3中，所述氧化处理方式为自然氧化或者电化学氧化，其中自然氧化方式是将银负载纳米纤维暴露于空气中，放置15d，得到氧化银-银负载纳米纤维；所述电化学氧化步骤如下：将银负载纳米纤维与电源正极相连，然后置于电解液中，在400～550V电压下微弧氧化处理3～5min，得到氧化银-银负载纳米纤维。