使用個人防護設備抵御病原體是必不可少的，但在醫療保健環境中具有挑戰性。 對新出現的生物威脅和傳染病爆發的擔憂強調需要抗菌和生物相容性防護服來保護患者和工作人員。在此，我們報告了含有嵌入的還原氧化石墨烯 (RGO) 和 Ag/Cu 納米粒子 (NPs) 的棉/絲綢織物的抗菌功效和細胞毒性。使用 3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷偶聯劑制備，然后進行化學還原和真空熱處理。在RGO層頂部嵌入NPs大大增加了抗菌活性。所有嵌入棉或絲織物的RGO-Ag NPs或RGO-Cu NPs降低了大約99%的革蘭氏陰性細菌大腸桿菌和銅綠假單胞菌的活力。嵌入棉花或絲綢織物中的RGO-Ag NPs將革蘭氏陽性細菌金黃色葡萄球菌的活力降低了78-99%，這高于RGO-Cu NPs樣品對金黃色葡萄球菌的生長抑制。與RGO-Ag NPs 織物相比，含有RGO-Cu NPs的絲綢和棉花都使酵母白色念珠菌的生存能力降低更多。所有嵌入棉或絲織物中的RGO-Ag NPs或RGO-Cu NPs都表現出良好的耐洗性，即使洗滌10次也能保持良好的殺菌活性。 此外，RGO-Ag或RGO-Cu織物均未將哺乳動物細胞（HEK293）的活力降低 30% 以上，表明細胞毒性低且生物相容性良好。這些發現表明，嵌入棉或絲織物中的RGO-NPs在防護服和醫用紡織品中具有巨大的應用潛力。
圖 1. 石墨烯衍生物和嵌入銀/銅納米粒子的棉/絲織物中的鍵合相互作用和反應的簡化示意圖。 (a)纖維素（棉中）、氨基酸（絲中）和GO的簡化化學結構。 (b)從 3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷形成聚合硅氧烷。 (c)棉/絲織物、偶聯劑、GO和Ag/Cu離子之間的整體結合。
圖 2. RGO和NPs嵌入棉織物的 SEM 圖像。 （a）RGO-和Cu NPs-embedded棉（C-CA-RGO-Cu）織物。 (b) 和 (c) (a) 的放大圖像部分，顯示嵌入的RGO和NP。
圖 3. 細菌對棉和絲織物樣品的附著和抑制。 （a）和（b）大腸桿菌的附著/抑制，（c）和（d）金黃色葡萄球菌的附著/抑制，以及（e）和（f）銅綠假單胞菌在棉花和絲綢上的附著/抑制。
圖 4. 棉和絲織物樣品上細菌附著/抑制的 SEM 圖像。 (a)-(f) 大腸桿菌的附著/抑制，其中 (a)、(b)、(c)、(d)、(e) 和 (f) 代表 PC、C-CA-RGO-Ag 、C-CA-RGO-Cu、PS、S-CA-RGO-Ag 和 S-CA-RGO-Cu。 (g)-(l) 金黃色葡萄球菌的附著/抑制，其中 (g)、(h)、(i)、(j)、(k) 和 (l) 代表 PC、C-CA-RGO- Ag、C-CA-RGO-Cu、PS、S-CA-RGO-Ag 和 S-CA-RGO-Cu。
圖 5. RGO 和 NPs 嵌入織物對真菌的活性。 (a)和(b)白色念珠菌分別對棉和絲織物樣品的附著和抑制。 (c)-(h)白色念珠菌在不同棉和絲織物樣品上的附著和抑制的 SEM 圖像。 純織物上的菌絲生長已轉化為RGO和NPs嵌入織物中的芽。
圖 6. RGO 和 NPs 嵌入的棉/絲織物的抗菌活性示意圖。
圖 7. 洗滌 5 次和 10 次后，棉和絲織物樣品對細菌的附著和抑制。 分別在每個圖的虛線左側和右側顯示了五次和十次洗滌的樣品。 （a）和（b）大腸桿菌的附著/抑制，（c）和（d）金黃色葡萄球菌的附著/抑制，以及（e）和（f）銅綠假單胞菌在棉花和絲綢上的附著/抑制。
圖 8. HEK293細胞暴露于RGO和NPs修飾的 (a) 棉織物和 (b) 絲織物時的細胞毒性和活力。
相關科研成果由新南威爾士大學Shovon Bhattacharjee和Rakesh Joshi等人于2021發表在Applied Bio Materials（https://doi.org/10.1021/acsabm.1c00508）上。原文：Graphene- and Nanoparticle-Embedded Antimicrobial and Biocompatible Cotton/Silk Fabrics for Protective Clothing。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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