재활용 가능하고 세탁 가능한 항균 Ag 함유 부직포의 롤투롤 현장 제조

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13206(2022) 이 기사 인용

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요즘에는 항균 성능을 갖춘 기능성 직물이 더욱 환영 받고 있습니다. 그러나 비용 효율적인 방법을 통해 내구성 있고 안정적인 성능을 갖춘 기능성 직물을 제조하는 것은 여전히 ​​어려운 과제로 남아 있습니다. 폴리프로필렌(PP로 표시됨) 부직포를 폴리비닐 알코올(PVA로 표시함)로 개질한 후 은 나노입자(Ag NPs로 표시함)를 현장 증착하여 PVA로 개질된 Ag NPs가 담지된 PP(Ag로 표시함) /PVA/PP) 직물. PVA 코팅에 의한 PP 섬유의 캡슐화는 담지된 Ag NPs의 PP 섬유에 대한 접착력을 크게 향상시키는데 기여하며, Ag/PVA/PP 부직포는 기계적 물성이 크게 향상될 뿐만 아니라 대장균(로 코딩됨)에 대한 우수한 항균 활성을 나타냅니다. 대장균). 일반적으로 은암모니아 농도 30mM에서 얻은 Ag/PVA/PP 부직포는 기계적 물성이 가장 우수하며, 대장균에 대한 항균율은 99.99%에 이른다. 이 원단은 40회 세탁 후에도 탁월한 항균 활성을 유지해 재사용 가능성이 높습니다. 또한, Ag/PVA/PP 부직포는 원하는 공기 투과성과 투습성 덕분에 산업 분야에서 유망한 응용 분야를 찾을 수 있습니다. 또한, 롤투롤(roll-to-roll) 생산 공정을 개발하고 이 방법의 타당성을 검증하기 위해 사전 탐색을 수행했습니다.

경제 세계화 심화에 따른 대규모 인구 이동으로 인해 바이러스 확산 가능성이 크게 높아졌으며, 이는 전 세계적으로 확산되는 강력한 능력으로 인해 신형 코로나 바이러스의 유행을 예방하기 어려운 이유를 잘 설명할 수 있습니다1,2,3. 이러한 의미에서 의료용 보호재로서 폴리프로필렌(PP) 부직포와 같은 새로운 항균소재 개발이 시급하다. PP 부직포는 저밀도, 화학적 불활성, 저비용 등의 장점4을 가지고 있지만 불행하게도 항균 기능이 없으며 사용 수명이 짧고 보호 효율이 낮습니다. 따라서 PP부직포에 항균능력을 부여하는 것이 중요하다.

고대 항균제인 은은 콜로이드 은 용액, 설파디아진 은, 은염, 단백질 은, 나노 은 등 5단계의 개발 과정을 거쳤습니다. 은 나노의 응용은 의료 분야5,6, 전기 전도성7,8,9, 표면 강화 라만10,11,12, 염료의 촉매 분해13,14,15,16 등과 같이 점점 더 광범위해지고 있습니다. 특히, 은 나노입자(Ag NP)는 원하는 박테리아 저항성, 안정성, 저비용 및 환경적 수용성 덕분에 금속염, 4차 암모늄 화합물 및 트리클로산과 같은 기존 항균제에 비해 유리합니다17,18,19. 게다가, 비표면적이 크고 항균 활성이 높은 Ag NP는 양모 직물, 면직물, 폴리에스테르 직물을 포함한 직물에 부착되어 제어 가능한 모드에서 항균 은 입자의 지속적인 방출을 달성할 수 있습니다. 이는 Ag NP로 캡슐화하여 항균 활성을 갖는 PP 직물을 제조하는 것이 가능하다는 것을 의미합니다. 그러나 PP 부직포는 관능기가 부족하고 극성이 낮아 Ag NP에 의한 캡슐화에 바람직하지 않습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 일부 연구자들은 PP ​​직물 표면에 Ag NP를 증착하기 위해 플라즈마 스퍼터링26,27, 방사선 그래프팅28,29,30,31 및 표면 코팅32을 포함한 다양한 변형 방법을 채택하려고 시도했습니다. 예를 들어 Goli 등33은 PP 부직포 표면에 단백질 코팅을 도입한 바 있다. 단백질 층 주변의 아미노산은 Ag NP 조합의 고정점 역할을 하여 우수한 항균 활성을 달성할 수 있습니다. Li와 동료들은 자외선(UV) 에칭을 통해 공동 접목된 N-이소프로필아크릴아미드와 N-(3-아미노프로필) 메타크릴아미드 염산염이 UV 에칭 공정이 복잡하고 섬유의 기계적 특성을 악화시킬 수 있음에도 불구하고 효율적인 항균 활성을 나타냄을 발견했습니다. Oliani 등은 감마선 하에서 깨끗한 PP를 전처리하여 탁월한 항균 활성을 지닌 Ag NPs-PP 겔 필름을 제조했습니다. 그러나 그들의 접근 방식도 복잡했습니다. 요약하면, 효율적이고 손쉬운 방식으로 원하는 항균 활성을 갖는 재활용 가능한 PP 부직포를 제조하는 것은 여전히 ​​​​어려운 과제로 남아 있습니다.