eng
Выпуск #6/2024
О.А.Фарус
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ХЛОПКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ СЕРЕБРА И МЕДИ
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ХЛОПКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ СЕРЕБРА И МЕДИ
Просмотры: 797
Получено: 27.06.2024 г. | Принято: 1.07.2024 г. | DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362
Научная статья
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ХЛОПКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ СЕРЕБРА И МЕДИ
О.А.Фарус1, к.х.н., доц., ORCID: 0000-0002-1426-6534 / farusok@yandex.ru
Аннотация. Работа посвящена проблеме модификации волокон наночастицами серебра (AgNPs) и меди (CuNPs). В рамках проводимого исследования модификация проводилась хлопковой ткани методом пропитки с реакцией контролируемого осаждения, в качестве восстанавливающего реагента применялся гидразин. Остатки данного восстановителя полностью смывались с материала дистиллированной водой. Внедрение наночастиц серебра и меди на поверхность материала приводит к изменению их биологической активности. Результаты проведенного исследования поверхности с помощью приложения ImageJ показывают, что в полученных модифицированных материалов, типа ХМ/AgNPs и ХМ/СuNPs, наночастицы фиксируются на поверхности материала. Наибольшее значение коэффициента бактерицидной активности наблюдается для материала типа ХМ/AgNPs, что соответствует ожидаем, при этом важно учитывать меньшую стоимость исходных реагентов, в случае материалов модифицированных наночастицами меди.
Ключевые слова: наночастицы серебра, хлопковый материал, антибактерицидные свойства
Для цитирования: О.А. Фарус. Cравнительный анализ поверхности и антибактериальных свойств хлопковых материалов, модифицированных наночастицами серебра и меди. НАНОИНДУСТРИЯ. 2024. Т. 17, № 6. С. 356–362. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362
Received: 27.06.2024 | Accepted: 1.07.2024 | DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362
Original paper
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE SURFACE AND ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF COTTON MATERIALS MODIFIED WITH SILVER AND COPPER NANOPARTICLES
O.A.Farus1, Cand. of Sci. (Chemistry), Docent, ORCID: 0000-0002-1426-6534 / farusok@yandex.ru
Abstract. The work is devoted to the problem of fiber modification by silver nanoparticles (AgNPs) and copper (CuNPs). As part of the ongoing study, the modification of cotton fabric was carried out by impregnation with a controlled precipitation reaction, hydrazine was used as a reducing reagent. The remains of this reducing agent were completely washed off the material with distilled water. The introduction of silver and copper nanoparticles onto the surface of the material leads to a change in their biological activity. The results of the surface study using the ImageJ application show that in the resulting modified materials, such as XM/AgNPs and XM/SuNPs, nanoparticles are fixed on the surface of the material. The highest value of the coefficient of bactericidal activity is observed for a material of the XM/AgNPs type, which is expected, while it is important to take into account the lower cost of the initial reagents in the case of materials modified with copper nanoparticles.
Keywords: silver nanoparticles, cotton material, antibacterial properties
For citation: O.A. Farus. Comparative analysis of the surface and antibacterial properties of cotton materials modified with silver and copper nanoparticles. NANOINDUSTRY. 2024. V. 17, No. 6. PP. 356–362. https://doi.org/
10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362.
Введение
Современный уровень развития технологий требует от науки нетипичных технологических решений, в том числе и в области модификации текстильных материалов. Модификация текстильных материалов должна способствовать появлению новых свойств у модифицированного материала и, как следствие, расширению спектра его применения. В настоящее время одним из перспективных направлений считается создание материалов, обладающих антибактериальными и бактерицидными свойствами. Актуальность данного направления обусловлена возможностями их применения в качестве защитной одежды медицинского назначения и текстиля гигиенического назначения. Более того, данный материал можно будет использовать для наложения на раны, что способствует увеличению скорости их заживления [1].
Анализ литературных данных позволяет выделить два основных способа модификации текстиля – обработка его органическими веществами, обладающими антибактериальными свойствами, например антибиотиками, и модификация наночастицами, в частности, оксида титана (IV), серебра и т.д. [3–8].
Проведенные современные исследования показывают, что наночастицы серебра обладают уникальным спектром свойств, в том числе антибактериальными, бактерицидными и противовирусными [2, 7, 9].
Достаточно широкое распространение в настоящее время получают наночастицы меди. Высокий потенциал применения наночастиц меди обусловлен их широким распространением в природе, биологической ролью, относительно низкой себестоимостью [4–6].
Методы исследования
Для достижения поставленных целей и задач был организован эксперимент, который включал в себя следующие этапы:
получение нанокомпозитных материалов на основе наночастиц меди, серебра и хлопковой ткани;
сравнительный анализ поверхности полученных материалов;
исследование антибактериальной активности полученных материалов.
На первом этапе нами были получены нанокомпозитные материалы типа ХМ/AgNPs и ХМ/СuNPs.
Получение нанокомпозитных материалов осуществлялось методом синтеза металлических наночастиц на поверхности натурального материала. В соответствии с данным методом исходные образцы текстильных материалов (образцы хлопка размерами 5 × 5) погружали в растворы солей нитрата серебра и сульфата меди (II) с концентрацией соответствующих ионов металлов 0,001 моль/л с добавлением аммиака на 20 мин.
В это время готовится раствор осадителя. В качестве осадителя использовали раствор гидразина (0,0001 М).
Затем полученные материалы, помещаем в растворы гидрозина:
N2H4 + 4AgNO3 + 4NaOH = N2↑ + 4Ag↓ + 4KNO3 + 4H2O (1)
2CuSO4 + N2H4 + 4NaOH = 2Cu↓ + N2↑ + 4H2O + 2Na2SO4 . (2)
Таким образом, в основе получения наногибридных материалов лежит метод пропитки с реакцией контролируемого осаждения.
Полученные нанокомпозитные материалы типа ХМ/AgNPs, ХМ/СuNPs после многократной промывки и высушивания по внешнему виду существенно отличались от исходных материалов. Модификация способствовала появлению окраски от золотисто-желтой (ХМ/AgNPs) и светло-коричневой (ХМ/СuNPs). Оценка коэффициента бактерицидной активности проводилась диско-диффузионным методом.
Результаты и их обсуждение
В рамках экспериментального исследования был проведен сравнительный анализ морфологии поверхности полученных материалов с исходным образцом.
Морфологию поверхности полученных материалов изучали при помощи поляризационного оптического микроскопа. Полученные микрофотографии материалов до и после модификации были обработаны с помощью приложения ImageJ. Данная программа является доступным и относительно простым инструментом для анализа 3D-рельефа полученных материалов. Анализ рельефа полученных материалов позволил выделить несколько ключевых аспектов. Во-первых, осаждение частиц серебра и меди осуществлялось на поверхности материала, что привело к искажению его структуры. Так, на рис.1 четко просматривается правильная структура материала в виде четких квадратов. После модификации наночастицами серебра ХМ/AgNPs (рис.2) и наночастицами меди ХМ/СuNPs (рис.3) четкой квадратичности в структуре материалов не наблюдалось. Во-вторых, для обработанных материалов наблюдается рост поверхности материала по оси z, что позволяет сделать вывод о том, что осаждение наночастиц металлов в случае наночастиц серебра и меди происходит на поверхности хлопковой ткани. Искажение структуры ткани можно объяснить многочисленным тщательным промыванием и отжимом материала, после осуществления синтеза.
Для сравнения антибактериальных полученных материалов был использован диско-диффузионный метод. Данный метод позволяет оценить степень подавления наночастицами серебра и меди поверхностного, то есть визуализированного, роста микроорганизмов в среде Эндо. Диско-диффузионный метод был выбран не случайно, поскольку в рамках исследования наночастицы металлов были зафиксированы на поверхности материала, что послужило основанием для проведения сравнительного анализа эффективности работы наночастиц серебра и меди после закрепления с материалом. С практической точки зрения важно то, что от диска к периферии происходит движение «фронта» концентрации наночастиц металлов. Особенностью роста микроорганизмов на питательных средах является наличие лаг-фазы – периода времени, в течение которого происходит адаптация культуры к новой среде. По окончании лаг-фазы рост культуры исследуемого микроорганизма начинается в тех областях, где концентрация антибиотика еще не превысила минимальную подавляющую. Таким образом, чем длиннее лаг-фаза у данного микроорганизма, тем большим окажется диаметр зоны задержки роста вокруг диска с наночастицами металла. Зоны угнетения роста культур измеряют линейкой с точностью до 1 мм [10]. В соответствии с данным методом в три чашки Петри диаметром 9,3 см помещалась питательная среда Эндо, и в две из них были помещены образцы (2,0 × 2,0 см) полученных наноматериалов с наночастицами, а третью оставили в качестве контроля. Во все три чашки поверхностным способом был произведен посев бактерий кишечной группы, выделенных с питьевой воды (Escherichia coli).
В первую чашку в центр был помещен образец наноматериала с наночастицами серебра, во вторую образец с наночастицами меди, третью чашку, мы оставили для контроля. После помещения наноматериала чашки Петри термостатировали при оптимальной температуре (25 °С) в течение 24 ч. Для расчета общего бактерицидного эффекта используется коэффициент бактерицидной активности, который рассчитывается по формуле:
,
где D – диаметр зоны лизиса; d – размер материала. Согласно литературным данным, диско-диффузионный метод требует закладки параллельно нескольких серий опыта [9]. При проведении исследования были заложены три параллельных серии. Полученные результаты отражены в табл.1.
Наличие зоны лизиса, в случае модифицированных материалов, по сравнению с контролем подтверждает наличие у них антибактериальных свойств как в случае модификации наночастицами серебра, так и наночастицами меди. Анализ экспериментальных данных показывает, что во всех трех сериях значение коэффициента бактерицидной активности для материала, модифицированного наночастицами серебра (ХМ/AgNPs), выше аналогичного коэффициента для модифицированного наночастицами меди материала. Значение среднего значения зоны лизиса для ХМ/AgNPs почти в два раза выше аналогичного значения для ХМ/СuNPs. Причем, расчетное значение относительной ошибки выборочной средней и в том и в другом случае не превышает 10%, что позволяет считать результаты опыта удовлетворительными, следовательно, выборочная средняя (с учетом ее ошибки) для модифицированных материалов соответствует генеральной средней.
ВЫВОДЫ
Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют сделать следующие общие выводы:
наноструктурирование поверхности натуральных тканей позволяет существенно расширить область их применения;
для поверхностной модификации хлопковых материалов наночастицами серебра и меди можно использовать метод пропитки с реакцией контролируемого осаждения. В качестве восстановителя использовался гидразин. Несмотря на опасность данного реагента, его применение безопасно, поскольку остатки данного реагента смываются и не остаются на поверхности материала;
для анализа рельефа поверхности полученных материалов можно использовать общедоступную программу ImageJ. Анализ поверхности модифицированных материалов, позволяет сделать вывод об увеличении высоты поверхности материала, что подтверждает факт фиксации наночастиц металлов на поверхности хлопкового материала;
с помощью диско-диффузионного метода было доказано, что внедрение наночастиц серебра и меди на поверхности материала приводит к появлению бактерицидной активности у данных материалов;
значение относительной ошибки выборочной средней, меньше 10% для коэффициента бактерицидной активности позволяет говорить о репрезентативности данных.
ИНФОРМАЦИЯ О РЕЦЕНЗИРОВАНИИ
Редакция благодарит анонимного рецензента (рецензентов) за их вклад в рецензирование этой работы, а также за размещение статей на сайте журнала и передачу их в электронном виде в НЭБ eLIBRARY.RU.
Декларация о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в данной статье.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Агафонов А.В., Галкина О.Л. Растворные технологии – новый путь нанофункционализации текстиля. Российский химический журнал. 2015. Т. 59. № 3. С. 96–101.
Удегова Е.С., Гильдеева К.А., Рукосуева Т.В., Сьед Б. Антибактериальный эффект наночастиц металлов на антибиотикорезистентные штаммы бактерий. Инфекция и иммуните. 2021. Т. 11. № 4. С. 771–776. https://doi.org/10.15789/2220-7619-MNA-1359
Антонова М.В., Красина И.В., Илюшина С.В. Методы придания антибактериальных свойств текстильным волокнам. Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 18. С. 56–63.
Бирюкова М.И., Юрков Г.Ю., Миргород Ю.А. Синтез наночастиц меди и их использование в модификации натуральных тканей. Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы (SMARTEX). 2012. № 1. С. 49–55.
Телегеева П.Г., Ефременко Д.С., Телегеев Г.Д., Малюта С.С. Применение наночастиц в биомедицине. Biotechnologia Acta. 2013. Т. 6. № 2. С. 21–32.
Бирюкова М.И., Юрков Г.Ю., Сырбу С.А., Таратанов Н.А. Синтез и структура наночастиц меди и их антимикробные свойства. Материаловедение. 2013. № 7. С. 33–39.
Таусарова Б.Р., Рахимова С.М. Целлюлозные материалы, модифицированные наночастицами серебра, и изучение их антибактериальных свойств. Химия растительного сырья. 2020. № 2. С. 345–355. https://doi.org/10.14258/jcprm.2020025986
Фарус О.А. Анализ структуры поверхности волокнистых композиционных материалов типа ЛМ/Ag 0 и оценка возможности их использования в качестве антибактериальных материалов. Интернет-журнал Науковедение. 2015. Т. 7. № 5(30). С. 165. https://doi.org/10.15862/74TVN 515
Фарус О.А., Игнатьева К.Н. Перспективы использования волокнистых нанокомпозитных материалов для очистки воды в закрытых системах. Экологическая химия. 2018. Т. 27. № 6. С. 301–308.
Шепелин А.П., Домотенко Л.В. Диско-диффузионный метод для определения чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Поликлиника. 2019. № 4–1. С. 2–5.
Научная статья
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ И АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ХЛОПКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ СЕРЕБРА И МЕДИ
О.А.Фарус1, к.х.н., доц., ORCID: 0000-0002-1426-6534 / farusok@yandex.ru
Аннотация. Работа посвящена проблеме модификации волокон наночастицами серебра (AgNPs) и меди (CuNPs). В рамках проводимого исследования модификация проводилась хлопковой ткани методом пропитки с реакцией контролируемого осаждения, в качестве восстанавливающего реагента применялся гидразин. Остатки данного восстановителя полностью смывались с материала дистиллированной водой. Внедрение наночастиц серебра и меди на поверхность материала приводит к изменению их биологической активности. Результаты проведенного исследования поверхности с помощью приложения ImageJ показывают, что в полученных модифицированных материалов, типа ХМ/AgNPs и ХМ/СuNPs, наночастицы фиксируются на поверхности материала. Наибольшее значение коэффициента бактерицидной активности наблюдается для материала типа ХМ/AgNPs, что соответствует ожидаем, при этом важно учитывать меньшую стоимость исходных реагентов, в случае материалов модифицированных наночастицами меди.
Ключевые слова: наночастицы серебра, хлопковый материал, антибактерицидные свойства
Для цитирования: О.А. Фарус. Cравнительный анализ поверхности и антибактериальных свойств хлопковых материалов, модифицированных наночастицами серебра и меди. НАНОИНДУСТРИЯ. 2024. Т. 17, № 6. С. 356–362. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362
Received: 27.06.2024 | Accepted: 1.07.2024 | DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362
Original paper
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE SURFACE AND ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF COTTON MATERIALS MODIFIED WITH SILVER AND COPPER NANOPARTICLES
O.A.Farus1, Cand. of Sci. (Chemistry), Docent, ORCID: 0000-0002-1426-6534 / farusok@yandex.ru
Abstract. The work is devoted to the problem of fiber modification by silver nanoparticles (AgNPs) and copper (CuNPs). As part of the ongoing study, the modification of cotton fabric was carried out by impregnation with a controlled precipitation reaction, hydrazine was used as a reducing reagent. The remains of this reducing agent were completely washed off the material with distilled water. The introduction of silver and copper nanoparticles onto the surface of the material leads to a change in their biological activity. The results of the surface study using the ImageJ application show that in the resulting modified materials, such as XM/AgNPs and XM/SuNPs, nanoparticles are fixed on the surface of the material. The highest value of the coefficient of bactericidal activity is observed for a material of the XM/AgNPs type, which is expected, while it is important to take into account the lower cost of the initial reagents in the case of materials modified with copper nanoparticles.
Keywords: silver nanoparticles, cotton material, antibacterial properties
For citation: O.A. Farus. Comparative analysis of the surface and antibacterial properties of cotton materials modified with silver and copper nanoparticles. NANOINDUSTRY. 2024. V. 17, No. 6. PP. 356–362. https://doi.org/
10.22184/1993-8578.2024.17.6.356.362.
Введение
Современный уровень развития технологий требует от науки нетипичных технологических решений, в том числе и в области модификации текстильных материалов. Модификация текстильных материалов должна способствовать появлению новых свойств у модифицированного материала и, как следствие, расширению спектра его применения. В настоящее время одним из перспективных направлений считается создание материалов, обладающих антибактериальными и бактерицидными свойствами. Актуальность данного направления обусловлена возможностями их применения в качестве защитной одежды медицинского назначения и текстиля гигиенического назначения. Более того, данный материал можно будет использовать для наложения на раны, что способствует увеличению скорости их заживления [1].
Анализ литературных данных позволяет выделить два основных способа модификации текстиля – обработка его органическими веществами, обладающими антибактериальными свойствами, например антибиотиками, и модификация наночастицами, в частности, оксида титана (IV), серебра и т.д. [3–8].
Проведенные современные исследования показывают, что наночастицы серебра обладают уникальным спектром свойств, в том числе антибактериальными, бактерицидными и противовирусными [2, 7, 9].
Достаточно широкое распространение в настоящее время получают наночастицы меди. Высокий потенциал применения наночастиц меди обусловлен их широким распространением в природе, биологической ролью, относительно низкой себестоимостью [4–6].
Методы исследования
Для достижения поставленных целей и задач был организован эксперимент, который включал в себя следующие этапы:
получение нанокомпозитных материалов на основе наночастиц меди, серебра и хлопковой ткани;
сравнительный анализ поверхности полученных материалов;
исследование антибактериальной активности полученных материалов.
На первом этапе нами были получены нанокомпозитные материалы типа ХМ/AgNPs и ХМ/СuNPs.
Получение нанокомпозитных материалов осуществлялось методом синтеза металлических наночастиц на поверхности натурального материала. В соответствии с данным методом исходные образцы текстильных материалов (образцы хлопка размерами 5 × 5) погружали в растворы солей нитрата серебра и сульфата меди (II) с концентрацией соответствующих ионов металлов 0,001 моль/л с добавлением аммиака на 20 мин.
В это время готовится раствор осадителя. В качестве осадителя использовали раствор гидразина (0,0001 М).
Затем полученные материалы, помещаем в растворы гидрозина:
N2H4 + 4AgNO3 + 4NaOH = N2↑ + 4Ag↓ + 4KNO3 + 4H2O (1)
2CuSO4 + N2H4 + 4NaOH = 2Cu↓ + N2↑ + 4H2O + 2Na2SO4 . (2)
Таким образом, в основе получения наногибридных материалов лежит метод пропитки с реакцией контролируемого осаждения.
Полученные нанокомпозитные материалы типа ХМ/AgNPs, ХМ/СuNPs после многократной промывки и высушивания по внешнему виду существенно отличались от исходных материалов. Модификация способствовала появлению окраски от золотисто-желтой (ХМ/AgNPs) и светло-коричневой (ХМ/СuNPs). Оценка коэффициента бактерицидной активности проводилась диско-диффузионным методом.
Результаты и их обсуждение
В рамках экспериментального исследования был проведен сравнительный анализ морфологии поверхности полученных материалов с исходным образцом.
Морфологию поверхности полученных материалов изучали при помощи поляризационного оптического микроскопа. Полученные микрофотографии материалов до и после модификации были обработаны с помощью приложения ImageJ. Данная программа является доступным и относительно простым инструментом для анализа 3D-рельефа полученных материалов. Анализ рельефа полученных материалов позволил выделить несколько ключевых аспектов. Во-первых, осаждение частиц серебра и меди осуществлялось на поверхности материала, что привело к искажению его структуры. Так, на рис.1 четко просматривается правильная структура материала в виде четких квадратов. После модификации наночастицами серебра ХМ/AgNPs (рис.2) и наночастицами меди ХМ/СuNPs (рис.3) четкой квадратичности в структуре материалов не наблюдалось. Во-вторых, для обработанных материалов наблюдается рост поверхности материала по оси z, что позволяет сделать вывод о том, что осаждение наночастиц металлов в случае наночастиц серебра и меди происходит на поверхности хлопковой ткани. Искажение структуры ткани можно объяснить многочисленным тщательным промыванием и отжимом материала, после осуществления синтеза.
Для сравнения антибактериальных полученных материалов был использован диско-диффузионный метод. Данный метод позволяет оценить степень подавления наночастицами серебра и меди поверхностного, то есть визуализированного, роста микроорганизмов в среде Эндо. Диско-диффузионный метод был выбран не случайно, поскольку в рамках исследования наночастицы металлов были зафиксированы на поверхности материала, что послужило основанием для проведения сравнительного анализа эффективности работы наночастиц серебра и меди после закрепления с материалом. С практической точки зрения важно то, что от диска к периферии происходит движение «фронта» концентрации наночастиц металлов. Особенностью роста микроорганизмов на питательных средах является наличие лаг-фазы – периода времени, в течение которого происходит адаптация культуры к новой среде. По окончании лаг-фазы рост культуры исследуемого микроорганизма начинается в тех областях, где концентрация антибиотика еще не превысила минимальную подавляющую. Таким образом, чем длиннее лаг-фаза у данного микроорганизма, тем большим окажется диаметр зоны задержки роста вокруг диска с наночастицами металла. Зоны угнетения роста культур измеряют линейкой с точностью до 1 мм [10]. В соответствии с данным методом в три чашки Петри диаметром 9,3 см помещалась питательная среда Эндо, и в две из них были помещены образцы (2,0 × 2,0 см) полученных наноматериалов с наночастицами, а третью оставили в качестве контроля. Во все три чашки поверхностным способом был произведен посев бактерий кишечной группы, выделенных с питьевой воды (Escherichia coli).
В первую чашку в центр был помещен образец наноматериала с наночастицами серебра, во вторую образец с наночастицами меди, третью чашку, мы оставили для контроля. После помещения наноматериала чашки Петри термостатировали при оптимальной температуре (25 °С) в течение 24 ч. Для расчета общего бактерицидного эффекта используется коэффициент бактерицидной активности, который рассчитывается по формуле:
,
где D – диаметр зоны лизиса; d – размер материала. Согласно литературным данным, диско-диффузионный метод требует закладки параллельно нескольких серий опыта [9]. При проведении исследования были заложены три параллельных серии. Полученные результаты отражены в табл.1.
Наличие зоны лизиса, в случае модифицированных материалов, по сравнению с контролем подтверждает наличие у них антибактериальных свойств как в случае модификации наночастицами серебра, так и наночастицами меди. Анализ экспериментальных данных показывает, что во всех трех сериях значение коэффициента бактерицидной активности для материала, модифицированного наночастицами серебра (ХМ/AgNPs), выше аналогичного коэффициента для модифицированного наночастицами меди материала. Значение среднего значения зоны лизиса для ХМ/AgNPs почти в два раза выше аналогичного значения для ХМ/СuNPs. Причем, расчетное значение относительной ошибки выборочной средней и в том и в другом случае не превышает 10%, что позволяет считать результаты опыта удовлетворительными, следовательно, выборочная средняя (с учетом ее ошибки) для модифицированных материалов соответствует генеральной средней.
ВЫВОДЫ
Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют сделать следующие общие выводы:
наноструктурирование поверхности натуральных тканей позволяет существенно расширить область их применения;
для поверхностной модификации хлопковых материалов наночастицами серебра и меди можно использовать метод пропитки с реакцией контролируемого осаждения. В качестве восстановителя использовался гидразин. Несмотря на опасность данного реагента, его применение безопасно, поскольку остатки данного реагента смываются и не остаются на поверхности материала;
для анализа рельефа поверхности полученных материалов можно использовать общедоступную программу ImageJ. Анализ поверхности модифицированных материалов, позволяет сделать вывод об увеличении высоты поверхности материала, что подтверждает факт фиксации наночастиц металлов на поверхности хлопкового материала;
с помощью диско-диффузионного метода было доказано, что внедрение наночастиц серебра и меди на поверхности материала приводит к появлению бактерицидной активности у данных материалов;
значение относительной ошибки выборочной средней, меньше 10% для коэффициента бактерицидной активности позволяет говорить о репрезентативности данных.
ИНФОРМАЦИЯ О РЕЦЕНЗИРОВАНИИ
Редакция благодарит анонимного рецензента (рецензентов) за их вклад в рецензирование этой работы, а также за размещение статей на сайте журнала и передачу их в электронном виде в НЭБ eLIBRARY.RU.
Декларация о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в данной статье.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Агафонов А.В., Галкина О.Л. Растворные технологии – новый путь нанофункционализации текстиля. Российский химический журнал. 2015. Т. 59. № 3. С. 96–101.
Удегова Е.С., Гильдеева К.А., Рукосуева Т.В., Сьед Б. Антибактериальный эффект наночастиц металлов на антибиотикорезистентные штаммы бактерий. Инфекция и иммуните. 2021. Т. 11. № 4. С. 771–776. https://doi.org/10.15789/2220-7619-MNA-1359
Антонова М.В., Красина И.В., Илюшина С.В. Методы придания антибактериальных свойств текстильным волокнам. Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 18. С. 56–63.
Бирюкова М.И., Юрков Г.Ю., Миргород Ю.А. Синтез наночастиц меди и их использование в модификации натуральных тканей. Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы (SMARTEX). 2012. № 1. С. 49–55.
Телегеева П.Г., Ефременко Д.С., Телегеев Г.Д., Малюта С.С. Применение наночастиц в биомедицине. Biotechnologia Acta. 2013. Т. 6. № 2. С. 21–32.
Бирюкова М.И., Юрков Г.Ю., Сырбу С.А., Таратанов Н.А. Синтез и структура наночастиц меди и их антимикробные свойства. Материаловедение. 2013. № 7. С. 33–39.
Таусарова Б.Р., Рахимова С.М. Целлюлозные материалы, модифицированные наночастицами серебра, и изучение их антибактериальных свойств. Химия растительного сырья. 2020. № 2. С. 345–355. https://doi.org/10.14258/jcprm.2020025986
Фарус О.А. Анализ структуры поверхности волокнистых композиционных материалов типа ЛМ/Ag 0 и оценка возможности их использования в качестве антибактериальных материалов. Интернет-журнал Науковедение. 2015. Т. 7. № 5(30). С. 165. https://doi.org/10.15862/74TVN 515
Фарус О.А., Игнатьева К.Н. Перспективы использования волокнистых нанокомпозитных материалов для очистки воды в закрытых системах. Экологическая химия. 2018. Т. 27. № 6. С. 301–308.
Шепелин А.П., Домотенко Л.В. Диско-диффузионный метод для определения чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. Поликлиника. 2019. № 4–1. С. 2–5.
Отзывы читателей
