有机-无机混合ZIF-8/MXene/纤维素基织品,具有改善的抗菌和电磁干扰屏蔽性能
Zhaochuan Yu1, Chao Deng2, Chenhui Ding3
1International Innovation Center fo Forest Chemicals and Materials and Jiangsu Co-Innovation Center for Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; Department of Chemical Engineering, University of New Brunswick, Fredericton, NB E3B 5A3, Canada.
International journal of biological macromolecules
|March 27, 2024
概括
这项研究开发了使用MXene和ZIF-8的先进抗菌织品,以提高耐用性和双作用抗菌特性. 智能织品提供光热/光动力疗法和持续的离子释放,以有效地消灭细菌和EMI屏蔽.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 传统的抗菌织品往往受到有限的抗菌机制,耐久性差,易受氧化的影响,阻碍了它们的广泛应用.
- 碳化物 (Ti3C2Tx) MXene对抗菌织品有希望,但在单一的抗菌机制和稳定性方面面临挑战.
- 开发具有增强抗菌性能和额外功能,如电磁干扰 (EMI) 屏蔽等多功能织品至关重要.
研究的目的:
- 创造灵活,多功能纤维素织品,具有增强的抗菌性能和可调节的EMI屏蔽.
- 为了克服单一的抗微生物机制的局限性和基于MXene的抗菌材料的耐久性差.
- 开发一种新的战略,用于整合MXene和热氧化伊米达酸框架-8 (ZIF-8) 以获得协同治疗效果.
主要方法:
- 在纤维素织品上逐层组装MXene和ZIF-8的现场合成.
- 利用MXene的导电性来改善接口相互作用,并利用ZIF-8来持续释放Zn2+离子.
- 研究协同光热/光动力学疗法 (PTT/PDT) 和电磁干扰 (EMI) 屏蔽性能.
主要成果:
- 准备好的MXene/ZIF-8纤维素织品在近红外 (NIR) 辐射下显示出优异的协同PTT/PDT抗菌活性,对抗大肠杆菌和黄金色杆菌 (>99.99%的疗效).
- 从ZIF-8中持续释放的Zn2+提供了长期的抗菌效率 (>99.99%在48小时内) 没有光激活.
- 智能织品实现了惊人的EMI屏蔽效率47.7dB,表明其在电子应用中的潜力.
结论:
- 通过使用MXene和ZIF-8.成功开发了一种制造多功能纤维素材料的新策略.
- 开发的智能织品具有卓越的抗菌效率,耐用性和可调节的EMI屏蔽,解决了现有材料的关键局限性.
- 这项研究为先进的可穿戴材料提供了一个有前途的平台,在医疗保健和电子领域具有多种应用.
