(无机,有机,高分子)抗菌聚合物纳米纤维的研究进展

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高分子材料的抗菌性能研究

高分子材料的抗菌性能研究近年来，随着医疗健康行业的飞速发展以及对生态环境健康的日益重视，高分子材料抗菌性能的研究备受关注。

高分子材料作为一种常见的材料在日常生活中扮演着重要的角色，如医疗用品、食品包装、日化用品等。

然而，普通高分子材料会成为病菌和细菌的滋生场所，导致各种医疗相关感染疾病以及环境卫生问题。

因此，高分子材料的抗菌性能研究和开发已成为当前材料科学的研究热点，以下是详细介绍。

一、高分子材料抗菌的重要性高分子材料抗菌的重要性体现在两个方面，一个是医疗健康行业，另一个是环境卫生领域。

在医疗健康行业，高分子材料具有良好的医疗特性，在手术器械、医用耗材、病房设施等方面广泛使用。

这些产品的使用频率高，且长时间接触病源体、患者的环境，如果没有很好的抗菌性能，极易成为病原体传播的途径，严重危害医疗健康，甚至危及生命。

而在环境卫生领域，高分子材料是常见的包装材料，特别是民用食品包装，而这种材料的抗菌性在消费者采购和使用过程中具有很强的保障作用，一定程度上降低了食品污染和食品安全隐患的风险。

二、高分子材料抗菌性的影响因素高分子材料的抗菌性能有许多因素影响，以下为几个主要的方面。

1. 化学成分：材料表面的化学成分直接影响对菌的浸润与附着。

例如，绿茶多酚、聚甲醛等化学成分能够显著增强抗菌性能。

2. 表面形态：表面的形态包括表面形貌、表面粗糙度和表面电荷等，这些因素都会影响材料表面的附着性、毒力和生长环境等，涂层、复合等方法也可以改变材料的抗菌性能。

3. 环境条件：材料的抗菌性能在不同的环境条件下会有很大的变化，湿度、温度、酸碱度等都会影响抗菌性能的表现。

三、高分子材料抗菌技术研究高分子材料抗菌技术主要分为三类：物理抗菌、化学抗菌和生物抗菌。

物理抗菌：物理力学作用是抑制、杀灭菌的常见方法。

有些材料物理状况本身就会影响抗菌性，如抗静电、抗紫外线等。

同时，超声波、电子束、等离子体等物理力学手段也可以用于杀灭细菌。

化学抗菌：高分子材料表面制备化学物质可以消灭、抑制材料的菌生长。

微生物燃料电池纳米纤维极材料的研究进展

微生物燃料电池纳米纤维极材料的研究进展一、简述随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，寻找清洁、高效的能源替代方案已成为全球科学家和工程师的重要课题。

微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells, MFCs)作为一种新型的可再生能源技术，因其具有高能量密度、低成本、无污染等优点，近年来受到了广泛关注。

然而MFCs的实际性能受到电极材料的影响，因此研究高性能电极材料对于提高MFCs的能量转换效率具有重要意义。

纳米纤维极材料作为一种新型电极材料，具有比表面积大、导电性好、机械强度高等优点，被认为是MFCs领域的一个重要研究方向。

近年来研究人员通过合成、改性等多种方法制备了一系列纳米纤维极材料，并在MFCs中进行了性能测试。

这些研究表明，纳米纤维极材料可以显著提高MFCs的电流密度和功率密度，同时降低电极材料的体积和重量，从而提高MFCs的性能。

此外纳米纤维极材料还具有良好的耐腐蚀性和生物相容性，有利于实现MFCs的长期稳定运行。

尽管纳米纤维极材料在MFCs领域取得了一定的研究成果，但仍面临着许多挑战，如纳米纤维的可控性不足、电极材料的稳定性差等问题。

因此未来研究需要进一步优化纳米纤维极材料的制备工艺，提高其性能稳定性，以满足MFCs的实际应用需求。

1. 微生物燃料电池的概述；微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)是一种利用微生物(如细菌、真菌等)作为催化剂，通过氧化还原反应将有机物转化为电能的新型能源设备。

自20世纪90年代以来，微生物燃料电池因其具有低成本、无污染、可再生等优点，逐渐受到学术界和工业界的关注。

近年来随着生物技术的发展，微生物燃料电池的研究取得了显著的进展，不仅在理论上得到了深入探讨，而且在实际应用中也取得了重要突破。

微生物燃料电池的核心部件是电极材料，其性能直接影响到电池的性能和稳定性。

因此研究和开发高性能、高稳定性的电极材料对于提高微生物燃料电池的能量效率和使用寿命具有重要意义。

2024年细菌纳米纤维素市场发展现状

细菌纳米纤维素市场发展现状引言细菌纳米纤维素是一种具有广泛应用前景的新兴材料，由于其独特的结构和性质，正在逐渐在各个领域得到应用。

本文将对细菌纳米纤维素市场的发展现状进行分析和总结，探讨其市场前景和潜在的挑战。

细菌纳米纤维素的定义和特点细菌纳米纤维素是一种由细菌合成的纳米级纤维素材料。

与其他纤维素材料相比，细菌纳米纤维素具有以下独特特点：1.高纯度：细菌纳米纤维素具有较高的纯度，不含杂质，能够满足多种高端领域的需求。

2.高强度：细菌纳米纤维素的强度远高于传统纤维素材料，具有优异的机械性能和抗拉强度。

3.可调性：细菌纳米纤维素的结构和性能可以通过调整细菌培养条件进行控制，满足不同应用的需求。

细菌纳米纤维素市场概况目前，细菌纳米纤维素市场正呈现出快速增长的趋势。

主要原因包括：1.应用领域的扩大：细菌纳米纤维素在医疗、纺织、食品和包装等领域的应用需求不断增加，推动了市场的发展。

2.技术进步：近年来，细菌纳米纤维素的合成技术得到了很大的改进，提高了生产效率和纤维素的品质，降低了生产成本。

3.政策支持：政府对于可持续发展和环境友好型材料的政策支持，进一步促进了细菌纳米纤维素市场的发展。

细菌纳米纤维素市场应用前景细菌纳米纤维素在各领域的应用前景广阔，以下为几个主要领域的展示：医疗领域细菌纳米纤维素在医疗领域具有重要应用潜力，可用于制备生物可降解的医用材料，如医用纱布、人工血管等，具有较好的生物相容性和可降解性。

纺织领域由于细菌纳米纤维素具有优异的物理性能和可调性，可用于制作高强度、透气性好的纺织材料。

例如，可用于生产功能性衣物、运动装备等。

食品领域细菌纳米纤维素可用作食品包装材料，具有良好的防潮性和抗菌性，可以延长食品的保鲜期，减少食品浪费。

环境保护领域由于细菌纳米纤维素具有可降解性和可再生性，可用于制备环境友好型材料，如可降解塑料和纸张等，有助于减少对自然环境的污染。

细菌纳米纤维素市场挑战与展望尽管细菌纳米纤维素市场前景广阔，但仍然面临一些挑战：1.生产成本高：目前，细菌纳米纤维素的生产成本较高，限制了其大规模应用。

聚合物纳米线的研究进展

聚合物纳米线的研究进展唐知灯（湖南工程学院化学化工学院—湖南湘潭411100）摘要：全面综述了聚合物纳米线的制备方法及研究现状，根据聚合物纳米线的制备机理和实施方法的不同，可以分为静电纺丝法, 模板法，自主装法三种。

本文评述了其研究现状及可能的应用前景。

关键词：纳米线；聚合物纳米线；研究进展。

Advanced in polymer NanowireTangzhideng（Department of Chemistry and Technology, Hunan Institute of Engineering, HunanXiangtan 411100)Abstract：An overview of the latest research metal.It can be distributed electrospinning ,porous template and self-assembly by its diffirent synthesis.The possible applications of such kind of materials in the future were foreeasted．Key words：nanowire polymer Nanowire advanced引言：聚合物纳米线作为一种特殊结构的纳米材料有其特别的性能和用途。

纳米线作为一维纳米材料，是指直径处于10nm～100nm的纳米尺度而长度可迭微米量级的线性纳米材料。

本文将着重评述聚合物纳米线的制备方法及机理、性能以及潜在的应用等。

1 聚合物纳米管的制备方法及原理聚合物纳米线自发现几年来,研究一直在不断深入、完善和创新中。

其主要着眼点在于通过新的制备方法,新的聚合物品种等来开发新的聚合物纳米管,以期寻找新的性能及用途。

综合起来,目前已有的制备方法可分为多孔模板法、线模板法、自组装法等几大类。

现根据目前研究情况,从制备方法及原理的角度归纳如下表,并分述如下:1．1．1静电坊丝法：静电纺丝法是将聚合物溶液或熔体置于几千至上万伏高压电场，带电的聚合物液滴在电场力作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速，克服表面张力形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发固化，最终落在接收装置上，形成类似非织布状的纤维毡(Fig．I)t”。

高分子材料的抗菌性能研究

高分子材料的抗菌性能研究在当今社会，高分子材料因其独特的性能和广泛的应用领域而备受关注。

从日常生活中的塑料制品到医疗领域的器械，高分子材料无处不在。

然而，随着人们对健康和卫生要求的不断提高，高分子材料的抗菌性能逐渐成为研究的热点。

高分子材料，简单来说，就是由许多重复单元通过化学键连接而成的大分子化合物。

它们具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，这使得它们在各个领域都得到了广泛的应用。

但在一些特定的环境中，如医疗场所、食品包装等，微生物的滋生会带来严重的问题。

例如，在医疗领域，如果医疗器械表面滋生细菌，可能会导致感染的传播；在食品包装中，微生物的生长可能会导致食品变质，影响食品安全。

因此，赋予高分子材料抗菌性能具有重要的意义。

目前，实现高分子材料抗菌性能的方法主要有两种：一种是在高分子材料中添加抗菌剂，另一种是对高分子材料进行表面改性。

抗菌剂可以分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三大类。

无机抗菌剂常见的有银离子、锌离子等金属离子及其化合物。

银离子具有很强的抗菌活性，它能够破坏细菌的细胞膜，干扰细菌的代谢过程，从而达到杀菌的效果。

锌离子则相对温和，主要通过抑制细菌的生长来发挥抗菌作用。

无机抗菌剂具有抗菌效果持久、耐热性好等优点，但也存在着颜色变化、成本较高等问题。

有机抗菌剂包括季铵盐类、双胍类、酚类等。

季铵盐类抗菌剂通过与细菌细胞膜表面的负电荷相互作用，破坏细胞膜的结构，导致细胞内容物泄漏，从而杀死细菌。

双胍类抗菌剂则通过干扰细菌的细胞壁合成来发挥抗菌作用。

有机抗菌剂具有杀菌速度快、抗菌谱广等优点，但存在着耐热性差、易分解等缺点。

天然抗菌剂主要来源于植物、动物和微生物，如壳聚糖、茶多酚、大蒜素等。

这些天然抗菌剂具有良好的生物相容性和安全性，但抗菌效果往往不如无机和有机抗菌剂显著。

在高分子材料中添加抗菌剂是一种简单有效的方法，但也存在一些问题。

例如，抗菌剂的分散不均匀可能会影响抗菌效果；抗菌剂的加入可能会改变高分子材料的物理性能等。

纳米微晶纤维素热稳定性的研究进展

纳米微晶纤维素热稳定性的研究进展王钱钱;朱倩倩;孙建中;许家兴【摘要】纳米微晶纤维素来自天然高分子聚合物，具有成本低、强度高、轻便等特点，并可循环利用或者生物降解。

纳米微晶纤维素研究倍受关注，但纳米微晶纤维素存在一些实用方面的困难。

制备过程复杂、热稳定性差等是限制纳米微晶纤维素大规模商业化应用的主要的因素。

本文综述了纳米微晶纤维素的热降解机理及其热稳定性影响因素，探讨了提高其热稳定性的途径。

%Nanocrystalline cellulose( NCC)isolated from biomass has attracted great attention as a novel nanostructure material due to its low cost,excellent mechanical properties,biodegradability and renewability. However,there are still many challenges that need to be overcome in the application of nanocrystalline cellulose,including large-scale production of nanocrystalline cellulose and improvement of its thermal stability. This paper reviewed the mechanism of nanocrystalline cellulose thermal degradation and summarized the factors which affected its thermal stability. The progress of the methods in improving thermal stability was discussed.【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P47-51)【关键词】纳米微晶纤维素;热稳定性;磺酸基团【作者】王钱钱;朱倩倩;孙建中;许家兴【作者单位】江苏大学环境与安全工程学院/生物质能源研究所，江苏镇江212013; 淮阴师范学院江苏省生物质能与酶技术重点实验室，江苏淮安 223300;江苏大学环境与安全工程学院/生物质能源研究所，江苏镇江 212013;江苏大学环境与安全工程学院/生物质能源研究所，江苏镇江 212013;淮阴师范学院江苏省生物质能与酶技术重点实验室，江苏淮安 223300【正文语种】中文【中图分类】TQ35;TS7纤维素是自然界中最丰富的天然高分子化合物，纤维素作为材料广泛应用于人们生产、生活的各个方面，制浆造纸工业是纤维素利用最成熟的领域。

纳米纤维素研究及应用进展

纳米纤维素研究及应用进展纳米纤维素是一种由植物细胞壁提取或微生物发酵得到的生物质材料，具有独特的纳米级尺寸和出色的物理、化学性能。

近年来，纳米纤维素因其出色的生物相容性、可降解性以及在能量储存、药物传递、环境治理等方面的应用潜力，受到了广泛。

本文将概述纳米纤维素的研究背景和意义，并详细介绍其制备方法、应用进展、研究现状与挑战以及未来应用前景。

纳米纤维素的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法。

物理法主要包括高压静电纺丝、超临界流体纺丝等；化学法主要包括酸解、氧化还原等；生物法则利用微生物或植物细胞壁提取。

不同制备方法得到的纳米纤维素在形貌、尺寸和性能上略有差异。

纳米纤维素在许多领域中都有着广泛的应用。

在生物医学领域，纳米纤维素因其生物相容性和可降解性，可用于药物载体、组织工程和生物传感器等。

在能源领域，纳米纤维素可作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等。

纳米纤维素在环保、材料科学等领域也有着广泛的应用。

当前，纳米纤维素研究面临着许多挑战。

制备方法的优化和绿色生产是亟待解决的问题。

化学法制备过程中产生的废弃物可能会对环境造成污染，因此需要开发环保、高效的制备方法。

纳米纤维素的尺度、形貌和性能调控是研究的重要方向。

纳米纤维素的量产化、应用领域的拓展以及其在复合材料中的作用机制等方面也需要进一步探索。

随着科技的不断进步，纳米纤维素的应用前景十分广阔。

在生物医学领域，纳米纤维素作为药物载体和组织工程材料的应用将进一步拓展。

在能源领域，随着可再生能源需求的增加，纳米纤维素作为储能材料的应用前景将更加明朗。

纳米纤维素在环保、材料科学等领域也将发挥更重要的作用。

纳米纤维素作为一种重要的生物质材料，具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。

随着对纳米纤维素制备、性能和应用研究的深入，其在生物医学、能源、环保、材料科学等领域的应用将进一步拓展。

未来，纳米纤维素的研究将更加注重绿色生产、可持续性和规模化应用，为推动纳米科技和生物质材料的发展提供新的机遇和动力。

纳米纤维材料的研究进展

纳米纤维材料的研究进展纳米纤维材料的研究一直是材料科学领域的热门研究课题。

随着技术的不断发展，纳米纤维材料在生物医学、能源、环境科学等领域的应用也越来越广泛。

本文将介绍纳米纤维材料的最新研究进展。

一、制备方法的发展制备纳米纤维材料的方法有很多种，其中最为常用的两种方法是电纺和纳米纤维喷射技术。

电纺技术是利用高电场将高分子材料从喷嘴中拉伸成具有纳米级直径的纤维，该方法性能稳定，容易控制纤维直径，广泛应用于生物医学和能源领域。

纳米纤维喷射技术是通过将溶剂和高分子材料混合后，在高电压作用下形成细流，然后在空气中干燥，形成纳米纤维材料。

该方法制备速度快且适用于大规模生产，广泛应用于过滤分离和防护领域。

二、性能的优化在制备过程中，我们可以通过改变材料性质，调整制备条件等方法来优化纳米纤维材料的性能。

例如，将碳纤维和氧化石墨烯等材料引入到纳米纤维中，可以提高其机械性能和导电性能，并且扩展了其应用范围。

同时，通过改变纤维的表面性质、制备条件等方法，可以调节其疏水性、亲水性和稳定性等性质，以适应具体应用的要求。

此外，在生物医学领域中，我们还可以将生物活性物质与纳米纤维材料相结合，来实现纳米级别的药物送达和控释，这些都是优化纳米纤维材料性能的有效方法。

三、应用领域的拓宽在生物医学领域，纳米纤维材料已被广泛应用于组织工程和药物传递。

例如，可以通过改变纤维直径、表面性质等方法来模拟人体组织结构，帮助细胞生长和组织修复。

此外，在药物传递方面，纳米纤维材料可以将药物嵌入纳米纤维中，实现长时间的缓释和比常规药物更好的传递效果。

在能源领域，纳米纤维材料可以通过利用其高比表面积和大量的活性位点来提高储能和催化性能。

例如，在锂离子电池中，纳米纤维材料可以提高电极材料的比表面积，从而提高电池的能量密度和循环寿命。

在催化领域，纳米纤维材料可以通过高效的可控晶核成核和生长来制备高效的催化剂，提高化学反应效率。

在环境科学领域，纳米纤维材料可以通过改变其表面性质，实现高效的分离、去污和环境修复等应用。

抗菌材料及抗菌剂的研究现状及前景展望

1998 年，中科院理化技术研究所和海尔集团合作推出了 “ 抗菌系列家电及抗菌塑料研制应用 ” 项目，获得了国家科技进步二等奖，开启了中国抗菌产业的发展。抗菌技术研究也得到了国家 973 计划、863 计划和国家自然基金等项目的支持。据统计，2002 年我国从事抗菌研究的科研单位和院校已有 60 多家，抗菌剂和抗菌材料生产商已达 80 余家，遍及家电用品、日用品、建材、食品、信息技术等多个行业 [7]。据报导， 2006 年我国抗菌产业已经形成年产值达到 600 亿元的新兴产业。随着国内外消费者对抗菌产品认识度的提高，我国抗菌市场也会逐渐走向成熟，国内外抗菌剂市场竞争会更加激烈 [8]。
北美是使用抗菌剂最多的地区，占全球总用量的 40%，其抗菌材料主要使用有机抗菌剂。目前北美的建筑抗菌涂料市场年复合增长率为 5.9%。欧洲的德国、英国、法国、意大利等是使用抗菌涂料的主要国家，

1 国内外抗菌材料发展现状
1.1 国外抗菌材料发展现状
现代大规模抗菌材料的应用始于第二次世界大
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作者简介：汪子翔（ 2 0 0 0 - ），男，沈阳工业大学石油化工学院高分子材料与工程专业本科在读。
抗菌材料是一类具有抑菌或杀菌性能的新型功能材料。抗菌材料的抗菌性可以通过在高分子材料中添加适量的抗菌剂，或以其他方式将抗菌基团引入到载体材料中 [1]。所制备的抗菌材料本身具有抑制、消灭有害微生物的功能，可以有效的防止有害微生物的滋生。抗菌剂是一些微生物高度敏感的化学成分，是抗菌材料的核心成分 [2]，目前已经研发并应用的抗菌剂类型有：无机抗菌剂、有机抗菌剂和复合型抗菌剂三大类，本文主要阐述了目前国内外抗菌材料的发展现状、抗菌剂的种类及其优缺点、抗菌机理和不同类型抗菌材料的研究现状及发展趋势。

高分子_无机纳米复合材料的研究进展

收稿日期:2002-03-03。

作者简介:严满清,女,25岁,在读研究生,主要从事塑料改性及应用开发方面的研究工作。

高分子/无机纳米复合材料的研究进展严满清　王平华(合肥工业大学化工学院高分子科学与工程系,230009) 摘要:详细概述了采用纳米粒子直接填充分散法制备高分子基无机纳米复合材料,对纳米粒子表面处理方法及纳米复合材料的性能及应用进行了介绍。

关键词:　无机纳米粒子　表面处理　纳米复合材料　纳米粒子直接填充分散法纳米科学与技术是一个跨学科的研究与开发领域,涉及纳米电子学、纳米材料学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米机械学、纳米加工及表征等[1]。

由于纳米科学与技术而制得的纳米材料表现出许多与众不同的特殊性质如光吸收性、高混合性、压缩性等,有着广阔的应用前景[2]。

因此,纳米材料被称为最有前途的材料。

1　纳米材料纳米结构为至少一维尺寸在1～100nm 区域的结构,它包括纳米粒子、纳米纤维、纳米薄膜、纳米块状和纳米晶等。

纳米粒子,又称超微粒子(ultrafine powders ,简称U FP ),统指1～100nm 的细微颗粒(结晶的或非结晶的)。

纳米粒子既不同于微观原子、分子团簇,又不同于宏观体相材料,是一种介于宏观固体和分子间的亚稳中间态物质。

当粒子尺寸进入纳米数量级(1～100nm )时,由于纳米粒子的表面原子与体相总原子数之比随粒径尺寸的减少而急剧增大,使其显示出强烈的体积效应、量子效应、表面效应和宏观量子隧道效应。

纳米材料指的是纳米结构按一定方式堆积或一定基体中分散形成的宏观材料,包括纳米块状材料和纳米复合材料。

制备纳米材料的方法有:化学气相沉积法、物理气相沉积法、机械合金法、液相化学合成法、超声波辐射法。

从物质的类别来分,可分为金属纳米材料、无机氧化物纳米材料、无机半导体纳米材料和有机小分子和聚合物纳米材料。

纳米材料是一种具有广泛应用潜力的新型材料,纳米材料能全面改善聚合物的综合性能,而且能赋予其奇特的性能,为聚合物的增韧增强改性提供了新的途径[3]。

聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究

聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究聚合物纳米纤维是一种重要的材料，它具有很强的机械性能和化学稳定性，能够应用于光电、生物医学、能源、环境等多个领域。

本文将介绍聚合物纳米纤维的制备技术及应用研究情况。

一、聚合物纳米纤维的制备技术1. 电纺法制备聚合物纳米纤维电纺法是制备聚合物纳米纤维的一种重要方法，具有简单、有效、高效、成本低等优点。

电纺法是利用高电场作用下的电荷效应，将高分子溶液喷出，并在空气中飞行的过程中，经过静电拉伸、溶剂蒸发等过程，形成具有纳米级别直径的聚合物纳米纤维。

这种方法具有操作简单、无环境污染等优点，且制备出的聚合物纳米纤维颗粒大小均匀、纤维直径可调节。

而且该方法能够制备出大面积的聚合物纳米纤维薄膜，具有广泛的应用前景。

2. 相容共混法制备聚合物纳米纤维相容共混法是将两种或多种聚合物在相容的混合物中，通过溶液共混、熔融混合等方式混合成单一的成分均一的体系。

在该体系中，利用相互作用作用力，聚合物之间形成协同作用，最终形成具有纳米级别直径的聚合物纳米纤维。

该方法具有操作简单、成本低等优点，而且制备出的聚合物纳米纤维薄膜具有低温、高强度、耐磨损等性质。

因此该方法能够被广泛应用于医学、环境、能源等领域。

3. 空气静电纺丝法制备聚合物纳米纤维空气静电纺丝法是另一种常用的制备聚合物纳米纤维的方法。

该方法通过高压电场电荷效应，使溶解的聚合物溶液形成气溶胶状态，并通过在空气中静电纺丝的方法将气溶胶纤维拉伸成具有纳米级别直径的聚合物纳米纤维。

与电纺法相比，该方法的优点是，制备速度更快，中间步骤更简单，且可以制备出具有更大直径的聚合物纳米纤维。

二、聚合物纳米纤维的应用研究1. 生物医学领域聚合物纳米纤维在生物医学领域的应用，是聚合物纳米纤维研究中的一个重要方向。

聚合物纳米纤维可用于制备纳米级别的高分子材料，这些材料具有良好的生物相容性、良好的生物粘附能力、良好的生物样品提取、分析和检测等特性。

在纳米纤维材料中，纳米纤维具有更大的比表面积和体积，可以更有效地降低药物的剂量、提高药物的生物利用度，还可以提高疗效，缩短治疗时间。

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展近年来，随着纳米科技的快速发展，纳米材料的研究在各个领域得到了广泛应用。

其中制备纳米纤维的技术，成为了研究热点之一。

静电纺丝技术便是一种制备纳米纤维的重要手段，由于其简单易行、成本低廉、操作方便等优点，已经成为应用最为广泛的方法。

本文将从静电纺丝技术的基本原理、研究进展、应用展望三个方面进行论述。

第一部分：静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过电场作用将溶液中的大分子材料拉伸成纳米级别的纤维的方法。

该技术主要依靠静电相互作用力和表面张力之间的竞争关系，来控制和定向溶液中的高分子纤维进行拉伸。

静电纺丝技术的基本原理可归纳为以下三个步骤：1. 溶液制备：制备静电纺丝纤维的首要步骤是制备高分子材料的溶液。

该溶液需要具有一定的粘度和表面张力，一般可以使用有机溶剂来溶解高分子材料。

2. 高电场加薄膜涂布：在静电纺丝设备上沉积一个高电场，并用喷雾器将高分子溶液轻松喷射在一个导电性或吸附性基底上。

溶液被均匀覆盖在导电性或吸附性基底上的一个细长的液体线。

3. 拉伸和固化：在高电场的作用下，溶液会变成一条液体纤维，并开始在导电性或吸附性基底上放置。

同时，高分子纤维的拉伸也在进行中。

将纤维固化并从基底上分离出来即可。

第二部分：静电纺丝技术的研究进展在纳米科技的发展进程中，静电纺丝技术是一种应用领域十分广泛的制备纳米材料的方法。

自2006年被应用于生物材料制备以来，该技术受到了越来越多的关注和研究。

近年来，静电纺丝技术发展的主要方向是，探索新型高分子材料，提高制备效率，改善纤维纳米结构控制技术。

下面，我们分别从这三个方面进行探讨。

1. 探索新型高分子材料静电纺丝技术的应用范围很广，主要用于制备聚合物、纺织品、纳米印刷等领域的高分子材料。

近几年，研究人员广泛探索各种新型的高聚物材料，如壳聚糖、聚乳酸、DNA、蛋白质等。

这些新型材料的引入，不仅增加了高分子材料领域的研究深度，同时也拓宽了静电纺丝技术在工业上的应用范围。

静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜的研究

静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜的研究纳米科技的发展引发了对纳米材料的广泛关注。

纳米纤维膜由于其良好的性能被广泛用于燃料电池和生物医学等领域。

静电纺丝技术作为一种独特的制备纳米纤维膜的方法，凭借其简单易操作、成本低廉的优点，被广泛应用于纳米材料的制备中。

本文将介绍静电纺丝技术和静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜的研究进展。

一、静电纺丝技术静电纺丝是一种利用电场将高分子聚合物纺成纳米级高分子纤维的工艺。

该工艺分为溶液静电纺丝和熔融静电纺丝两种类型。

溶液静电纺丝主要是将溶解在有机溶剂中的聚合物通过静电纺丝装置进行喷枪淋浆、电荷均匀化和纤维拉伸加工，形成纳米级的高分子纤维。

熔融静电纺丝则是将熔融的高分子材料通过静电纺丝装置进行电荷均匀化和纤维拉伸加工，形成纳米级高分子纤维。

二、静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜的研究进展随着纳米科技的发展，静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜在材料科学、生物医学等领域得到了广泛应用。

下面将介绍四个方面的静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜的研究进展。

1. 聚合物材料的选择聚合物材料的选择是静电纺丝制备聚合物纳米纤维膜的关键。

通常选择的聚合物材料包括聚乳酸、聚酯、聚丙烯酸、聚苯乙烯等。

这些聚合物材料有良好的可纺性、生物相容性和耐久性，并能够制备出高质量的聚合物纳米纤维膜。

2. 溶液电导率的控制溶液电导率是影响聚合物纳米纤维膜形态的主要因素之一。

电导率的增加会导致电荷的不均匀分布和纤维的跳跃现象。

因此，控制溶液电导率是制备高质量聚合物纳米纤维膜的重要手段之一。

3. 后处理技术静电纺丝制备的聚合物纳米纤维膜具有良好的形态和性能，但由于其表面积大和纳米级孔隙率高，会导致纤维膜对周围环境的敏感性增加。

为了改善聚合物纳米纤维膜的稳定性和使用寿命，需要对其进行后处理。

目前常用的后处理技术包括等离子体处理、UV辐射、热处理等。

4. 应用领域静电纺丝制备的聚合物纳米纤维膜在能源领域、生物医学领域和环境领域等方面得到了广泛应用。

高分子材料的研究进展与应用前景

高分子材料的研究进展与应用前景随着社会的不断发展和科技的日新月异，高分子材料作为新兴材料，受到了越来越多的关注。

高分子材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘等优点，同时可通过改变其结构和性质，使其具备多种特殊性能。

因此，在材料科学领域，高分子材料引起了广泛的研究和应用。

一、高分子材料的研究进展1. 可控聚合技术可控聚合技术是高分子材料研究及应用的重要方向之一，主要是指通过控制聚合反应条件，使得高分子材料的分子量、分子量分布、结构和性质等方面得到精确控制。

目前可控聚合技术主要有原子转移自由基聚合、共聚合反应等。

原子转移自由基聚合（ATRP）是一种较为成熟的可控聚合技术，该技术可以合成具有精确结构和性质的高分子材料，因此被广泛应用于药物传输、催化剂、光电材料等领域。

共聚合反应是一种介于自由基聚合和离子聚合之间的聚合反应。

通过调节反应物的配比和反应条件，可以得到各种互不兼容的结构改性高分子材料。

共聚合技术被广泛应用于光学材料、生物材料以及涂料等领域。

2. 超分子化学超分子化学是高分子材料领域的一个重要分支，在该领域研究者通过设计合成各种分子间相互作用的高分子材料，使其具备特殊的结构和性能。

目前，超分子化学技术在生物材料、药物传输、光学材料等领域具有广泛的应用前景。

例如，在药物传输领域，超分子聚合物可通过靶向药物传输，提高药物传输的效率和减少副作用。

3. 功能化高分子材料功能化高分子材料是在高分子材料中引入功能单元，使其具备特殊的性质和应用功能，如光、电、磁、冷致形状记忆等。

目前，功能化高分子材料在生物医学、催化剂、传感器等领域具有广泛的应用前景。

二、高分子材料的应用前景1. 医学高分子材料在医学领域具有广泛的应用前景。

如通过改变高分子材料的结构和性质，可以将其应用于药物缓释、组织工程、医用器械等领域。

例如，聚丙烯酸羟乙酯（HPMA）聚合物可作为药物缓释载体，大幅提高药物传输效率；聚甲醛基乙二醇丙烯酸甲酯（PHEA）可用于人工骨骼的制备等方面。

纳米纤维技术新进展

与传统静电纺丝法不同nanospider的纺丝头为一罗拉型装置加工水溶性或非水溶性聚合物可使用的原料包括pa6pvapur明胶等具有规模化生产的潜力生产效率且便于维修和管理
维普资讯
．ｌ文阐述了｜＿，ｒ纳米纤维研究与开发方面的新进展，重点介绍了采用静电纺丝法、熔喷及双组分
（）国内外的新进展２杜邦公司研制的混合膜材由常规非织造布与多孔膜制得，中膜组分使用的静电纺长丝网的单纤直径为１０～其０ｌ００ｍ，该产品作为滤材可以捕集亚微米粒子。０ｎ
米棒、纳米涂层以及纳米纤维等。当聚合物纤维尺度从微米或亚微米级（０～１０ｐ１０ｍ）
１１静电纺丝法．
随着纳米技术为人们所广泛关注，电纺丝法直到近静
ｌ年问才得以快速发展。目前，电纺丝技术已广泛应用０静于数十种高聚物，包括传统成纤聚合物ＰＴＡ、ＰＡ、Ｅ、ＰＶ
低可达００５ｇｍ。．１／，厚度约为２０ｎ５ｍ。
的工艺特征。
表１几种主要的纳米纤维技术的工艺特征
静电纺丝法
熔喷法
５～３００ｏ３０～ｌ０５００＜ｌｏ００ｌ０５
＜０单喷射组）０ｌ（
０２．０～０８（Ｏ．０１０孔，寸１５０（０反应器）
Ｐ（氨酯弹性体）Ｕ聚，具有液晶态刚性高分子的聚合物以
及纤维素溶液等。（）工艺特征１静电纺丝装置主要由三部分组成，即纺丝液供给系统与喷射组件、收集装置和高压静电场发生器。静电纺纳米纤维的直径及成网基理的影响因素较多，

纺织品抗菌性能的研究进展

纺织品抗菌性能的研究进展在我们的日常生活中，纺织品无处不在，从衣物到床上用品，从窗帘到毛巾。

随着人们对健康和卫生的关注度不断提高，纺织品的抗菌性能逐渐成为研究的热点。

具有抗菌性能的纺织品能够有效地抑制细菌、真菌和其他微生物的生长和繁殖，从而减少感染和疾病传播的风险，为我们的生活提供更健康、更舒适的环境。

一、抗菌纺织品的作用及意义抗菌纺织品的主要作用是防止微生物在纺织品上的滋生和传播。

微生物如细菌和真菌在适宜的条件下会迅速繁殖，不仅会导致纺织品产生异味、变色和损坏，还可能引发人体的过敏反应和感染疾病。

例如，在医疗机构中，使用具有抗菌性能的纺织品可以降低交叉感染的风险；在运动服装中，抗菌功能可以减少汗水滋生的细菌，防止异味产生，保持衣物的清新；在家居用品中，抗菌的床上用品和毛巾能够提供更清洁、卫生的生活环境。

二、抗菌剂的种类及特点目前，用于纺织品的抗菌剂种类繁多，主要包括天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。

天然抗菌剂主要来源于植物、动物和微生物，如壳聚糖、芦荟提取物、茶树精油等。

这类抗菌剂具有良好的生物相容性和安全性，对环境友好，但抗菌效果相对较弱，且稳定性较差。

有机抗菌剂包括季铵盐类、双胍类、卤胺类等。

它们具有较强的抗菌活性，但其耐热性和耐久性往往不够理想，而且部分有机抗菌剂可能存在一定的毒性和刺激性。

无机抗菌剂主要有金属离子（如银、铜、锌等）及其化合物。

其中，银离子的抗菌性能尤为突出。

无机抗菌剂具有抗菌效果持久、耐热性好等优点，但成本相对较高。

三、抗菌纺织品的制备方法为了使纺织品获得抗菌性能，目前主要有以下几种制备方法：1、后整理法这是一种较为常见的方法，将纺织品浸泡在含有抗菌剂的溶液中，通过吸附、交联等作用使抗菌剂附着在纤维表面。

这种方法工艺简单、成本较低，但抗菌剂与纺织品的结合牢度往往不够理想，容易在使用过程中流失，从而影响抗菌效果的持久性。

2、共混纺丝法将抗菌剂与聚合物原料在熔融或溶液状态下共混，然后进行纺丝。

静电纺丝法制备纳米抗菌纤维的研究进展

静电纺丝法制备纳米抗菌纤维的研究进展张志杰;王治华;孙磊;赵彦保【摘要】纳米抗菌材料是防止细菌等致病微生物对人们生产、生活的破坏而发展起来的一类新型材料。

在纳米抗菌材料的众多制备方法中，静电纺丝是一种成本低，工艺可控的技术，制备的纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、纤维均匀等特点。

本文作者首先简述了静电纺丝技术以及该技术制备纳米抗菌纤维材料的特点；接着按照菌剂种类不同，对静电纺丝技术制备的抗菌纤维材料进行归类，将其分为无机抗菌纤维材料、天然抗菌纤维材料和复合抗菌纤维材料3类，并对其研究进展进行了评述；最后对静电纺丝技术制备纳米抗菌纤维的研究现状进行了总结与展望。

%Antibacterial materials play an important role in preventing products and human be‐ings health from been damaged by bacterial and pathogenic microorganism .Among the numer‐ous methods for antibacterial materials preparation ,electrospinning is an novel ,cost‐effective and controllable techniques due to its characters such as large specific surface area ,high porosi‐ty and uniformity ,etc .In this paper ,the authors firstly propose a summary on electrospinning technique and an outline of electrospinning features .Secondly ,electrospinning antibacterial nanofibers are divided into inorganic ,natural and composite materials ,and the research pro‐gress is reviewed .Lastly ,the prospect of electrospinning antibacterial nanofibers is proposed .【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】9页(P12-20)【关键词】静电纺丝;纳米纤维;抗菌材料;进展【作者】张志杰;王治华;孙磊;赵彦保【作者单位】河南大学纳米材料工程研究中心，河南开封 475004;河南大学化学化工学院，河南开封 475004;河南大学纳米材料工程研究中心，河南开封475004;河南大学纳米材料工程研究中心，河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】O648.2纤维制品在人们生产和生活中有着不可替代的重要作用，在纺织、医药、化工等行业均有巨大的消费量．根据联合国预测\［1\］，2050年全球纺织纤维加工量将达到2．53亿吨，其中服装用纺织品4 150万吨，人均纤维消费量4．51kg/(人·年)．天然纤维受自然条件制约，已经无法满足人们的需求，随着现代化工技术的发展，采用高分子材料合成具有新型功能的人造纤维来替代传统的天然纤维已经成为该领域的趋势．微生物在现实生活中扮演着双重角色，病源细菌等有害微生物对人类的健康和生活会产生巨大的危害．这些微生物可以在合适的条件下迅速繁殖，进行疾病传播，影响人类的生活环境\［2－3\］，因此抗菌制品具有很大的市场需求量以及广阔的发展前景．纺织品是传递病菌的重要媒介，原因是纤维表面高低不一，存在无数细微的凹槽，可以提供细菌繁殖生活的条件，因此研究具有抗菌作用的纺织制品具有重要的现实意义．抗菌纤维材料是一类具有杀菌、抑菌性能的新型功能材料，其核心成分是抗菌剂，即将极少量的抗菌剂添加至普通材料基体中制成抗菌材料，其在制药、环境保护、食品保鲜以及日用卫生用品等领域获得了广泛的应用\［4－5\］．抗菌纤维中抗菌剂的引入\［6\］主要包括3种方法:复合和涂覆、配位键固定抗菌基团和共价键固定抗菌基团．制备超细纤维的方法主要有拉伸法、电弧放电法、模板合成法、激光烧蚀法、相分离法、固定床催化裂解法、剥离法、静电纺丝法等\［7\］．静电纺丝制备抗菌纤维可以同时引入多种抗菌剂，使得纤维中包覆更多的抗菌剂，从而达到更好的抗菌效果\［8－9\］．因而采用高效、低成本的静电纺丝技术制备抗菌纤维已成为抗菌材料研究领域的一个热点．静电纺丝技术起源于十九世纪三十年代，FORMHALS\［10\］发明了利用静电力制备纤维的实验装置，并在1934－1940年申请了一系列专利．20世纪90年代以前，静电纺丝技术一直发展缓慢，直到纳米科技的日渐兴起才使静电纺丝技术再次受到了世界各国科学界和工业界的关注\［11－12\］．图1为静电纺丝制备纳米纤维装置的示意图．静电纺丝设备主要由喷丝头、高压电源和接收装置3部分组成\［13\］．静电纺丝过程包括5个步骤:液体带电、泰勒锥的形成、射流的形成、射流运动和纤维沉积，其中泰勒锥的形成最为关键，也是纤维质量好坏的一个决定性因素．泰勒锥是在电场的库仑斥力和液体表面张力共同作用下形成的尖锥体，是由TAYLOR\［14\］最早发现并命名的，泰勒锥的锥形半角为49．3°．泰勒锥在电场力作用下形成射流和分散，最终在接收装置上进行纤维收集．随着静电纺丝技术的发展，人们对纺丝装置不断进行改进．单针头静电纺丝机生产率只能达到0．1～1 g/h，这显著提高了生产成本，成为静电纺丝产业化的一大阻碍．各国研究者先后提出了圆盘、平行板、高速辊筒\［15\］、多针头\［16\］、无针头\［17\］等静电纺丝方法．多针头是最容易想到的，也是提高生产效率的好办法．THERON等\［18\］对针头的排布阵列进行了实验，在排除静电影响的情况下提高了效率．为了获得连续非织造布，日本滋贺县立大学开发了复试喷嘴．静电纺丝是在电场的作用下工作，为了不影响不同方向电场的分布，要求左、右喷嘴距离间隔10 mm，上、下喷嘴间隔50 mm进行配置．另外，静电纺丝获得的纤维是非定向的，在组织工程和力学性能等方面的应用受到限制．为了获得定向纤维，接收装置的改进也被提出．最先是由静止平板接收装置发展为旋转盘和滚筒式，然后一些研究者\［19－20\］利用两带电尖端可以形成纺锤形电场的特点，采用尖顶和钢片等作为接收装置来获取定向纤维．其他的收集装置改进包括磁场辅助、液相收集\［21－22\］等方法．SEO等\［21\］讨论了液相收集液对纤维形貌的影响，实验证明酸性的收集液收集到的纤维在纤维直径和孔隙率方面比中性的均有一定的改善．采用不同的技术改进收集装置主要为了实现纤维定向化，较粗纤维向超细纤维以及圆柱形纤维向中空纤维的转变，从而使其在纺织、化工材料等方面得到可控性应用．静电纺丝制备纳米纤维方法简单、成本低廉、产率相对较高并且获得的纤维具有独特的结构，相对传统材料表现出许多新的功能特性，所以对学术和工业界都具有极大的吸引力，已在电子材料、过滤材料、生物医用和隔膜材料等诸多领域得到广泛的研究与应用\［23－25\］，其中应用最多的是在生物医药学领域，诸如药物缓释、组织工程和创伤修复等方面．静电纺丝技术制备抗菌材料是指将具有抗菌功能的高分子溶液或者抗菌剂与不具有抗菌作用的高分子溶液混合后，通过静电纺丝工艺制得的具有抗菌功能的微纳米级纤维材料．静电纺丝技术制备的抗菌材料为一维纤维或二维纤维毡，与传统的抗菌材料相比具有以下优势: 1)大比表面积和高孔隙率，使其具有较高的吸液性．在用于抗菌敷料时，能够迅速止血．传统敷料吸水率为2．3%，而静电纺丝技术制备的抗菌敷料吸水率达到17．9%～21．3%\［26\］，这非常有利于隔绝外界水分杂质的污染，同时吸收伤口流出的液体，保持伤口处于较为干燥的环境，阻止伤口感染; 2)静电纺丝法制备的纤维毡由纳米级纤维无序堆积而成，具有多孔结构，因而具有较好的气体通透性，有利于细胞的呼吸，不会导致伤口干裂;同时又因为是小孔结构，阻止了细菌的入侵和伤口的感染．这种新型的纳米纤维毡相比传统的纱布和绷带具有更好的保持水分及气体交换平衡的能力; 3)易于制备多组分纤维材料\［27\］．任何溶液只要具有一定的导电性、合适的黏度，在合适的条件下均可以进行静电纺丝，因此便可以将多种组分进行混合，纺出多组分、形貌不同的纤维，这突破了传统材料组成的单一性以及形貌的不可控性; 4)多功能性．通过静电纺丝可以将具有不同功能的材料制成一种复合的新型功能材料．可以将抗菌材料、组织修复材料等包覆于纤维基体中，这样静电纺丝的单层或同一种纤维毡就具有除抗菌以外的其他功能，并且可以减少因频繁更换敷料而产生伤口的二次创伤;还可以将抗菌特性与药物缓释的特性结合，制备出具有抗菌特性的药物缓释材料; 5)生物模拟性．采用静电纺丝技术制备的纳米纤维毡用于伤口辅料时，模拟了细胞外基质的结构和生物功能\［28\］．静电纺丝过程使不同层的纺丝纤维呈二维无序排列，当纤维直径在50～500 nm，纤维毡可以模拟人体细胞外基质的物理结构．细胞外基质是所有组织中的非细胞组织，在伤口复合过程中起支架作用，促进形成新的细胞．细胞外基质具有一定的弹性，静电纺丝制备的纤维毡具有一定的机械强度，可以达到细胞外基质的柔弹性．根据静电纺丝技术制备的抗菌材料中抗菌剂的组成不同，可将其分为无机抗菌纤维、天然抗菌纤维、复合抗菌纤维3类．3．1无机抗菌纤维在无机材料中，很多金属或其氧化物都具有广谱抗菌特性．无机型抗菌剂由于持久、耐洗涤、耐热、耐酸碱、细菌不易产生抗药性、对人体健康无毒无害等优点而被广泛应用．具有代表性的是银纳米颗粒，通常添加量在6%～8%(质量分数)即可达到灭菌效果．静电纺丝技术制备无机纳米颗粒/聚合物纤维的方法主要有3种\［29－31\］:直接共混后静电纺丝、溶胶-凝胶后静电纺丝和前驱体原位生成法．原位生成法可以精确地控制添加抗菌剂的比例，并且避免直接共混引起的纳米颗粒团聚以及溶胶凝-胶陈化时间过长的缺点．何晓伟等\［32\］利用静电纺丝法制备醋酸银/PVA聚合物纤维膜，然后紫外照射后获得包覆银的纤维膜，利用浊度法分析得出银含量5%的纤维膜(平均粒径d=15．2 nm)比银含量1%( d=12．8 nm)的纤维膜抗菌性能要差，表明纤维膜中银颗粒越小，越容易从纤维膜中游离出来，在溶液中移动，提高杀菌效率．这种方法也证明了原位生成法可避免纳米微粒的团聚现象．汪林飞等\［33\］在聚丙烯腈溶液中，首先以茶多酚为还原剂，采用原位还原法制备纳米银颗粒前驱体;然后通过静电纺丝技术制备添加Ag纳米颗粒的PAN 纺丝纤维．在图2a和2c中可以观察到负载于PAN纳米纤维上的Ag纳米颗粒为球形且分散性好，颗粒平均尺寸约为4．27 nm．在微生物抗菌实验中，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌带宽度分别为2．8和3．1 mm;根据抗菌性能的评判标准，Ag纳米颗粒/PAN纳米纤维具有较好的抗菌效果．DUAN等\［34\］以聚己内酯作为溶剂，掺银离子的磷酸锆AgZ( Ag0．16Na0．84Zr2( PO4)3)作为溶质，进行静电纺丝，获得的纤维具有极好的抗菌性能，微生物抗菌测试显示其对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99．27%，对大肠杆菌的达到98．44%，具有很高的抑菌率;在皮肤成纤维细胞培养测试中，成纤维细胞可以在包含纳米AgZ的纤维毡上正常吸附和增殖，证明了包含纳米AgZ静电纺丝抗菌纤维毡具有良好的生物相容性．随着无机抗菌剂的发展，TiO2受到广泛的关注与研究．TiO2在光催化条件下即可分解细菌和污染物，且化学性质稳定、安全无毒性，成为最具有开发前景的绿色环保纳米抗菌材料之一，具有较大的应用价值．HEM等\［35\］将P25 ( 80%锐钛矿，20%金红石矿)直接加入至尼龙-6纺丝液，通过静电纺丝法制备了含TiO2的尼龙-6纳米抗菌纤维．WU等\［36\］研究了将预先制备的TiO2NPs添加到聚乳酸-羟基乙酸( PLGA)电纺液中，制备了具有抗菌性能的生物相容性纤维膜．采用静电纺丝技术制备的无机抗菌纤维材料，虽然采用原位法可以避免纳米颗粒的团聚，提高纳米颗粒的分散性，促使在抗菌作用过程中纳米颗粒更容易与细胞相互作用，达到杀死细菌或抑制细菌繁殖的效果．但静电纺丝技术容易引入杂质，包括还原剂、未修饰在纳米颗粒表面的表面活性剂和反应副产物杂质，从而影响抗菌特性，甚至对抗菌性能有所削弱．3．2天然抗菌纤维静电纺丝在天然高分子材料中的应用一直受到高分子聚电解质效应的限制，因而该领域研究有局限性．目前，可用于静电纺丝方法制备纤维的天然高分子主要有多糖类生物高分子、蛋白类生物高分子，而具有抗菌作用的主要是多糖类高分子材料．在制备天然抗菌纤维膜研究工作中主要以壳聚糖为代表，壳聚糖是由甲壳素再加工制备而成的，其分子结构为线性大分子，具有生物相容性、抗菌性、透气性和生物可降解性，改性的壳聚糖还具有双亲特性．基于这些特性，壳聚糖一直是学者们\［37－38\］研究的热点，但壳聚糖在静电纺丝技术中的应用一直受到壳聚糖溶解性的限制，单一的壳聚糖进行静电纺丝对溶剂有严格的要求，VRIEZE等首先在乙酸\［39\］或三氟乙酸\［40－41\］为溶剂条件下进行单一壳聚糖静电纺丝，该方法获得的静电纺丝纤维均具有抗菌效果．在单一壳聚糖溶解性问题困扰下，研究者采用壳聚糖衍生物—季铵盐壳聚糖作为静电纺丝溶质．季铵盐壳聚糖具有较好的溶解性，并且也具有比壳聚糖更好的抗菌特性\［42\］，采用水或者PVP作为溶剂进行静电纺丝，获得的纤维毡对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有抗菌作用\［43\］．CHEN 等\［44\］通过静电纺丝法制备出一种用于伤口敷料的胶原/壳聚糖电纺纳米纤维膜，对成纤维原细胞的生长无影响，纤维膜没有显示出细胞毒性，表明其具有良好的体外生物相容性;动物实验结果显示出比商用胶原质海绵敷料有更好的伤口愈合效果．由于天然材料固有的生物特性，在抗菌纤维的生物相容性、可降解性等方面具有不可替代的作用，因此静电纺丝天然抗菌纤维成为了研究的热点，在工业生产中也占有一定的比例，但天然抗菌剂的耐热性能较差，药效期较短，并且一般都为生物大分子，具有较高的相对分子质量\［45\］，其在静电纺丝液的溶解性是一个需要解决的问题．目前可用的高效抗菌性天然抗菌剂种类较少，发现新的、高效的抗菌剂是该领域发展的方向．3．3复合抗菌纤维不同组分的合理混合不仅能够显示单一材料的特性，而且往往使合成的复合材料具有优于单一材料的新性能．具有协同抗菌效果的静电纺丝复合抗菌纤维也被研制出来\［46\］．构筑复合抗菌纤维时，除了解单一组分的抗菌特性，还应了解各抗菌组分的抗菌机理，否则可能发生抗菌作用的中和效应．目前，采用静电纺丝技术制备复合纳米抗菌纤维或者纤维毡受到了研究者的广泛关注．根据复合纤维中单一组分的功能，可以将复合抗菌纤维材料分为两类:复合高效抗菌纤维材料和复合功能抗菌纤维材料．表1是部分静电纺丝复合抗菌纤维的组成．复合高效抗菌纤维材料一般体现在抗菌功能的高效性，抗菌谱范围增大，抗菌材料本身稳定性增强，循环次数增多．具有抗菌特性的单一材料主要包括三类:无机抗菌剂中的银纳米颗粒、TiO2纳米颗粒等，有机抗菌剂的季铵盐类，天然抗菌剂的壳聚糖、溶菌酶等．复合高效抗菌材料是不同的几种抗菌剂，采用不同的方法进行复合制成纺丝液，然后进行静电纺丝，制备出新的多元高效抗菌纤维材料．LEE等\［58\］将硝酸银添加到溶解的壳聚糖溶液中，采用NaBH4进行还原，将制备的壳聚糖/ Ag纳米粒子混合物进行透析、冻干;然后通过静电纺丝技术以TFA/DCM ( 7∶3)混合溶液为溶剂制备复合纤维．最后把制取的纤维放在溶液( 3．2 mol/L的NaOH/ CH3OH)中和纺丝过程的残留的溶剂．从图3扫描电子显微镜( SEM)图中可以看出中和前后对静电纺丝制备的纤维形貌几乎没有影响．在微生物抗菌实验中，对绿脓杆菌进行测试，从图4可以看出，Ag纳米颗粒的添加量(质量分数)依次为0、2%、1．3%、0．7%的抑菌圈分别为0、16．73、16．58、16．07 mm;而同样Ag纳米粒子的添加量对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑菌圈大小分别为0、15．75、15．42、14．9 mm．结果表明，随着Ag纳米颗粒含量的增加，抗菌效果逐渐增强，银的添加量可以决定抗菌效果的强弱．在静电纺丝技术制备复合抗菌纤维材料的研究中，除了二元抗菌剂复合外，多元抗菌剂也引起了研究者关注．ELAMIRA等\［59\］制备了壳聚糖/丝胶蛋白/聚乙烯醇( CTS/SS/PVA)纤维毡以及添加Ag-NO3的纤维毡，并进行了微生物抗菌测试．在对大肠杆菌的测试中，添加聚乙烯醇纤维毡后测得大肠杆菌细菌浓度为2．5×105( Colony-Forming Units) CFU/ mL、CTS/SS/PVA纤维毡为3．5×105CFU/mL以及CTS/SS/PVA/AgNO3纤维毡为0 CFU/mL．聚乙烯醇纤维毡作为无抗菌性的对照实验，相比较可以看出，CTS/SS/PVA纤维毡对大肠杆菌作用后测得菌落数表明其没有抑菌效果，而CTS/SS/PVA/AgNO3纤维毡则可完全杀灭细菌，表明其具有良好的抑菌性能．其抗菌作用机制是CTS/SS/PVA/ AgNO3纤维毡中的银离子原位还原为纳米银，吸附在细菌细胞壁上，干扰了细胞壁的渗透性，阻碍了细菌的呼吸作用．复合功能抗菌材料是将抗菌剂和具有特殊功能的材料进行静电纺丝，制备出多种功能的纤维毡．这类功能材料主要包括了胶原蛋白、聚己内酯、聚乳酸等．胶原蛋白是一种理想的创伤辅助敷料，胶原蛋白具有生物相容性、可降解性、较低的免疫原性，可以作为很好的生物组织支架\［60\］．BARNES 等\［61\］采用静电纺血红蛋白/肌红蛋白纤维膜作为创伤敷料，发现这些纤维可以运输氧气、帮助修复受伤组织．JAO等\［52\］制备了含有TiO2的丝素蛋白纳米纤维毡，纤维直径在385～435 nm之间，对革兰氏阴性菌大肠杆菌具有较好的抑菌效果，有良好的血液相容性;并且成纤维细胞\［62\］可以在纤维毡上正常生长．静电纺丝获取的该纤维毡相比传统敷料具有更好的透气性，伤口渗出液吸收性．CHEN等\［63\］制备了具有光催化、抗紫外线和抗菌功能的PANZnO/Ag复合纳米纤维薄膜．图5为制备的含不同形貌ZnO复合纳米纤维膜的SEM图．所制备的静电纺丝纤维膜根据ZnO形态的不同表现出不同程度的光催化效率和抗紫外线功能，排序如下:海胆型＞花型＞松果状．在没有光照的条件下，PAN-ZnO/Ag复合纳米纤维薄膜仍表现出对金黄色葡萄球菌的抗菌特性．表明了该材料具有三重功能，且相互之间没有发生干扰现象．在新型抗菌材料研究领域，复合抗菌纤维膜已成为一大热点，特别是对功能化抗菌材料的研究，具有生物相容性的多功能性复合抗菌材料，如兼顾修复组织、细胞生长支架功能的薄膜是研究的主要方向．但目前研制的复合抗菌材料具有一定的局限性，特别是在多功能化方面，其他组分与无机抗菌剂之间的相容性问题尚待解决，这极大阻碍了复合抗菌材料的实际应用．另外在复合抗菌材料在抗菌过程中，虽然有部分研究对成纤维细胞进行了生物安全性测试，但在人体机能条件下对正常细胞的生活是否有影响尚无法确定．静电纺丝技术发展十分迅速，虽然目前还无法达到完全的工业化，但在不断研究过程中，喷丝头、接收装置的改进对于工艺的规模化放大起到了极大的促进作用\［64\］．但是，静电纺丝制备纤维毡过程中，纤维毡的厚度均匀性以及孔径大小均匀性难以控制，这是静电纺丝固有的特点，也是该技术在放大应用中需要解决的主要问题．新型功能材料具有环保、高效、多功能等一系列特点，是目前的研究热点．抗菌是生产生活中不可或缺的重要部分，抗菌材料无论是在传统材料还是新型材料研究领域都有举足轻重的作用．目前抗菌材料的研究也在向新型材料的研究方向发展，特别是研究具有多功能性的新型抗菌材料．抗菌材料在起到抗菌作用的同时，趋于实现可控释放、抗菌效果的自我检测等多项要求，如抗菌缓释性\［65\］、抗菌材料颜色变化对抗菌作用的映射等．多功能性是材料发展的必然趋势，而静电纺丝对溶液成分没有要求，纳米传感器件、荧光显示材料、生物分子等功能性纳米材料均可作为添加剂，与抗菌材料结合进行静电纺丝制备出不同维度的纳米抗菌材料．综上所述，静电纺丝是制备新型纳米抗菌复合材料的一种先进而有效的技术．【相关文献】［1］姚穆．纺织产业前景和检测技术发展\［J\］．消费指南，2014( 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高分子材料的抗菌性能研究

高分子材料的抗菌性能研究一、引言高分子材料的抗菌性能研究是当前材料科学领域的热点之一。

随着抗生素滥用和细菌耐药性的日益严重，开发具有抗菌功能的高分子材料已成为一项迫切需要解决的问题。

本文旨在综述近年来高分子材料抗菌性能研究领域的最新进展，包括不同类型高分子材料的抗菌机制、抗菌性能评价方法以及未来发展方向。

二、不同类型高分子材料的抗菌机制2.1 阳离子型高分子材料阳离子型高分子材料以其独特结构和电荷特性，具有较强的抑制细菌生长和复制能力。

其主要机制包括电荷相互作用、膜破坏和细胞内物质释放等。

例如，聚合物中含有胺基团或季铵盐基团，可以与细胞壁中负电荷结构相互作用，导致细胞壁蛋白质失去功能或形成孔隙。

2.2 纳米复合型高分子材料纳米复合型高分子材料是将纳米材料与高分子材料复合而成，利用纳米颗粒的特殊性质提高抗菌性能。

常用的纳米颗粒包括金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒和碳基纳米材料等。

这些纳米颗粒可以通过直接接触和释放离子等方式，破坏细菌细胞膜、抑制细胞代谢以及干扰DNA 复制等。

2.3 生物基高分子材料生物基高分子材料是以天然生物质为原料制备的高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性。

其中，一些天然多糖如壁聚糖、凝胶多糖等具有较强的抑菌能力。

这些多糖可以通过与细菌表面结构相互作用，干扰其正常功能并导致细胞死亡。

三、抗菌性能评价方法3.1 纸片扩散法纸片扩散法是一种常用的初筛方法，通过将含有待测样品的滤纸片与细菌接触，观察抑菌圈直径来评价抗菌性能。

这种方法简单快捷，适用于大规模样品筛选。

3.2 最小抑菌浓度法最小抑菌浓度法是一种定量评价方法，通过测定样品对细菌的最低有效浓度来评估其抗菌性能。

这种方法可以更准确地判断样品的抗菌效果，并对不同细菌株的敏感性进行比较。

3.3 动态时间杀灭法动态时间杀灭法模拟了实际使用过程中高分子材料与细菌的接触时间和条件，更真实地评估了其抗菌性能。

该方法通过将高分子材料与含有一定浓度细菌悬液的培养基共同孵育，并在一定时间后采用适当方法进行计数和分析。

无机抗菌剂及其抗菌机理的研究进展

无机抗菌剂及其抗菌机理的研究进展
朱娟;江霞
【期刊名称】《饲料与养殖》
【年(卷),期】2005(000)011
【摘要】抗菌剂是一类具有抑菌和杀菌性能的功能制剂，分为无机、有机和天然抗菌剂3种类型。

有机抗菌剂是合成类有机物，该类抗菌剂来源丰富，初始杀菌力强，抑菌杀菌效果明显，但毒性大，抗菌长效性、耐热性较差，易迁移，长期使用会产生耐药性等，其研究开发几乎处于停顿状态（夏金兰等，2004）。

天然抗菌剂有资源丰富、无毒副作用等优点，但需要通过提取、纯化获得，利用成本高，【总页数】2页(P19-20)
【作者】朱娟;江霞
【作者单位】山东省青岛市动物园;浙江大学动物营养研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
【相关文献】
1.纳米无机抗菌剂的分类与抗菌机理研究 [J], 虞振飞;刘吉平
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4.无机抗菌材料抗菌机理研究进展 [J], 姚希燕;唐晓宁;王晓楠;张彬;夏振昊
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