【摘 要】
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由病原菌引起的传染病已成为全球主要健康问题。抗生素可以防治细菌感染,但其过度使用会导致多重耐药细菌的出现,因此制备具有高效抑制细菌生长功能的抗菌材料迫在眉睫。目前常见的金属类抗菌材料大多通过离子溢出的方式达到抗菌的效果,但这种方式存在危害健康,耐用性差的问题。而且,采用贵金属粒子抗菌材料会存在价格高等问题,因此亟待开发一种健康、耐用、性价比高的抗菌材料。铜纳米粒子（Cu NPs）是一种具有催化特性
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由病原菌引起的传染病已成为全球主要健康问题。抗生素可以防治细菌感染,但其过度使用会导致多重耐药细菌的出现,因此制备具有高效抑制细菌生长功能的抗菌材料迫在眉睫。目前常见的金属类抗菌材料大多通过离子溢出的方式达到抗菌的效果,但这种方式存在危害健康,耐用性差的问题。而且,采用贵金属粒子抗菌材料会存在价格高等问题,因此亟待开发一种健康、耐用、性价比高的抗菌材料。铜纳米粒子（Cu NPs）是一种具有催化特性、光学特性、电学特性、抗菌活性和抗真菌活性的纳米材料。铜纳米粒子易团聚以及易被氧化形成氧化铜,为了防止铜纳米粒子团聚,通常需要将铜纳米粒子负载在有机或无机材料上,例如碳、二氧化硅和多层石墨烯等。作为一种新型的有机半导体材料,石墨相氮化碳（g-C3N4）具有无毒、无污染、易于合成、易于功能化、优异的稳定性、极高的光催化活性和较好的生物相容性等优点,且其结构单元中C、N通过sp~2杂化的方式形成高度离域的π键共轭结构,适用于作为金属纳米粒子抗菌剂的分散材料。本文首先以过硫酸钾（K2S2O8）为氧化剂的一步法制备了分散性更好的g-C3N4（CN-C）,再以二水氯化铜（Cu Cl2·2H2O）为原料,以L-抗坏血酸（C6H8O6）作为还原剂和封端剂,制备出石墨相氮化碳载铜纳米复合材料（Cu/CN-C）,通过浸轧-热粘法将Cu/CN-C与低熔点皮芯聚酯纤维（LMPET）结合,得到石墨相氮化碳载铜抗菌聚酯纤维（Cu/CN-C@LMPET）。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（2D-XRD）、红外光谱（FTIR）等一系列表征手段分析该纳米复合材料和抗菌聚酯纤维的形貌以及结构,以金黄色葡萄球菌（S.aureus）和大肠杆菌（E.coli）为目标菌种来研究Cu/CN-C@LMPET的抗菌性能以及耐洗性能,结果表明Cu/CN-C@LMPET对S.aureus和E.coli的抗菌率均大于99.00%,经过50次洗涤,Cu/CN-C@LMPET对S.aureus和E.coli的抗菌率仍能达到80.00%。本论文推测,Cu/CN-C@LMPET在抗菌体系中产生超氧（·O2-）、单线态氧（~1O2）等活性氧自由基（ROS）,导致细菌细胞死亡。此外,Cu/CN-C@LMPET纤维浸出液的细胞毒性测试证明此抗菌聚酯纤维对人体是安全的,且其机械强度、吸水性、疏水性以及柔软性等测试结果表明Cu/CN-C纳米复合抗菌剂的整理不会明显损害纤维固有的物理性能。论文进一步采用相比于LMPET亲水性更好的聚酰胺6（PA6）作为基材,通过离心静电纺丝法将Cu/CN-C与PA6结合,制备得到石墨相氮化碳载铜抗菌聚酰胺6纤维（Cu/CN-C@PA6）。利用FESEM、2D-XRD、FTIR等一系列表征手段分析该抗菌聚酰胺6纤维的形貌以及结构,以S.aureus和E.coli为目标菌种来研究Cu/CN-C@PA6的抗菌性能以及耐洗性能,结果表明Cu/CN-C@PA6对S.aureus和E.coli的抗菌率大于99.00%,经过50次洗涤,Cu/CN-C@PA6对S.aureus和E.coli的抗菌率仍能达到99.00%。此外,Cu/CN-C@PA6纤维浸出液的细胞毒性测试证明此抗菌聚酰胺6纤维对人体是安全的,且其机械强度、吸水性、疏水性以及柔软性等固有的物理性能未发生较大程度的改变。本论文研究的抗菌纤维具有较好的抗菌活性和优异的耐用性,为基于铜纳米粒子抗菌纤维的开发提供了可行的方法。
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