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福州大學(xué)黃明東教授團隊《ACS AMI》：一種可高效去除空氣中細菌的雙組分聚酯纖維材料

時間：2022-11-17 來源： 瀏覽：

福州大學(xué)黃明東教授團隊《ACS AMI》：一種可高效去除空氣中細菌的雙組分聚酯纖維材料

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#過濾器材料 1 個
#抗菌聚脂（聚對苯二甲酸乙二醇酯，PET）纖維材料 1 個
#抗菌作用 1 個
#雙組分聚酯纖維材料 1 個

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細菌和病毒造成的空氣污染對公眾健康構(gòu)成了嚴重威脅。空氣過濾器作為一種去除空氣中有害微生物的方法被廣泛使用（例如著名的 HEPA 過濾器）。然而，在已有過濾介質(zhì)中，捕獲的微生物可以保持存活，甚至一些微生物可以通過吸收空氣中的水分和灰塵中的營養(yǎng)物質(zhì)在過濾介質(zhì)上生長和繁殖。而且，在維護過程中，這些微生物很可能會重新懸浮在空氣中從而造成二次空氣污染。因此，開發(fā)一種可高效殺滅空氣中的病原體且具有良好的生物安全性的空氣過濾材料在消毒抗菌材料領(lǐng)域的應(yīng)用十分重要。

近日，福州大學(xué)黃明東教授團隊在開發(fā)能夠有效殺滅空氣中的病原體的過濾器材料上取得了新進展，在這項工作中，其團隊開發(fā)了一種復(fù)合了光敏劑和殼聚糖的抗菌聚脂（聚對苯二甲酸乙二醇酯， PET ）纖維材料，可用于高效捕獲和滅活空氣中的微生物，相關(guān)成果以 “ Double-Grafted PET Fiber Material to Remove Airborne Bacteria with High Efficiency ” 為題發(fā)表于 ACS Applied Materials & Interfaces 期刊（ DOI: https://doi.org/10.1021/acsami.2c13358, IF=10.383 ）。
本文亮點：
（ 1 ）制備雙組分聚酯纖維材料。 聚脂纖維是一種常見且性能優(yōu)良的合成纖維材料，雖然其表面沒有與光敏劑直接連接的反應(yīng)基團，但通過硅烷偶聯(lián)劑對纖維進行改性處理后成功將光敏劑共價連接在聚脂纖維上，并使用殼聚糖通過靜電吸附在纖維表面成功制備雙組分聚酯纖維材料。
圖 1 . 雙組分聚酯纖維材料的制備示意圖。
（ 2 ）雙組分聚酯纖維材料具有良好的協(xié)同抗菌作用。 雙組分聚酯纖維材料對革蘭氏陽性、革蘭氏陰性細菌和耐藥細菌表現(xiàn)出持久有效的協(xié)同抗菌作用，可殺死高達 99.99% 的細菌（圖 2 ）。
圖 2. (a) 用菌落計數(shù)法檢測纖維材料的抗菌活性； (b-d) 各菌株的定量結(jié)果 (*P<0.001) 。
（ 3 ）雙組分聚酯纖維材料具有良好的過濾作用。 通過細菌氣溶膠捕獲效率實驗表明，由改性處理后的聚脂纖維制成的過濾器（ 95.68% ）比未處理的聚脂纖維（ 64.87% ）具有更高的效率，壓降實驗顯示雙組分纖維的壓降略高于未經(jīng)處理的纖維，表明對聚酯纖維經(jīng)過化學(xué)改性，使其孔徑略小，從而提高了纖維的過濾效果。
圖 3. (a) 使用活性氣溶膠撞擊式多級采樣器測量細菌過濾效率的示意圖 ; (b) 雙組分聚酯纖維和未處理聚酯纖維的過濾效率 ; (c) 纖維材料在不同氣流速度下的壓降 ; (d) 雙組分聚酯纖維和未處理聚酯纖維的大腸桿菌氣溶膠滅活性能。
總的來說，這項工作提出了一種阻止空氣傳播細菌的新方法，該方法可用于高效的空氣消毒應(yīng)用。這項工作中使用的策略也可以擴展到其他應(yīng)用，例如，去除包括病毒在內(nèi)的其他空氣傳播的病原體（圖 4 ）。
圖 4. 論文工作概況及潛在應(yīng)用前景。
論文第一作者為福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生林羽欣，論文通訊作者為福州大學(xué)生物藥光動力治療技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心黃明東教授和功能材料研究所江龍光教授。該研究工作得到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金、福建省科技創(chuàng)新重點項目、福建省自然科學(xué)基金的資助支持。

原文鏈接

https://doi.org/10.1021/acsami.2c13358

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