Учёные из НИТУ МИСИС (Москва) и Государственного научного центра прикладной микробиологии и биотехнологии (Оболенск) изобрели методику получения натуральных тканей с особыми качествами. Такие ткани отталкивают влагу, не пропускают ультрафиолет, а также уничтожают патогенные микроорганизмы. Об этом сообщили в пресс-службе НИТУ МИСИС. Исследование поддержано грантом РНФ. Результаты опубликованы в журнале ACS Applied Bio Materials.

Как отмечают авторы работы, при контакте с человеческим телом материалы из натуральных тканей (хлопок, лён, шерсть) создают идеальную среду для роста бактерий и микробов. Из-за большой площади они способны удерживать кислород, влагу и тепло, а из-за химических компонентов, присутствующих в натуральных волокнах, обеспечивают питание микроорганизмов и способствуют их росту.

Специалисты предложили модифицировать хлопковые ткани наночастицами нитрида бора. Это вещество широко используется в косметике благодаря способности поглощать ультрафиолетовое излучение и антибактериальным свойствам. Нитрид бора также устойчив к высоким температурам и обладает гидрофобностью (способностью отталкивать влагу), отмечают исследователи.

Чтобы наночастицы лучше держались на волокнах ткани, авторы синтезировали их с веществами из карбоксильных и аминогрупп. По словам учёных, и те и другие образуют водородные связи с целлюлозой, из которой состоит хлопок.

• © Пресс-служба НИТУ МИСИС

Оказалось, что наночастицы с аминогруппами лучше связываются с хлопковыми волокнами. Это подтвердили и экспериментальные исследования: модифицированный нитрид бора не смывался спустя сутки нахождения в воде и после 40 стирок. Обе модификации также повысили устойчивость хлопка к высоким температурам — материал не разрушался при нагревании свыше 350 °C. Кроме того, волокна стали лучше отталкивать воду и пропускали гораздо меньше ультрафиолетовых лучей.

Исследователи проверили и антибактериальные свойства новых материалов. Спустя сутки на образцах погибли все клетки кишечной палочки и золотистого стафилококка, вызывающего множество инфекций — от кожных воспалений до опасных менингита и сепсиса.

Специалисты отмечают, что такой эффект возникает благодаря тому, что наночастицы в водной среде выделяют губительную для микроорганизмов борную кислоту. При этом её концентрации абсолютно безопасны для человека.

«Мы получили мультифункциональные ткани, которые по своим характеристикам превосходят не только обычный хлопок, но и полотно, модифицированное наночастицами без дополнительных групп. Получаемый нашим методом нанотекстиль сохраняет ценные свойства даже после многократной стирки, а потому его можно применять при пошиве спортивной и спецодежды», — отметила первый автор работы, младший научный сотрудник лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС Елизавета Пермякова.

Учёные планируют и дальше модифицировать ткани гибридными наночастицами для повышения антибактериальных и УФ-защитных характеристик.

источник