石墨烯基复合抗菌材料的制备及性能研究

来源 :长春大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:taizijian
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目前抗生素的滥用问题是全球共同面临的巨大挑战。自古以来,银作为抗菌剂被广泛使用,银纳米粒子由于尺寸效应具有更加优异的抗菌活性。然而,由于长期使用和接触银纳米粒子会对部分器官产生毒性,并且银纳米粒子的抗菌活性常受到氧化失活和团聚的影响。因此,有必要寻觅一种新方法或者提出一种新型材料,来减少使用中可能出现的耐药性问题,能够降低银纳米粒子的用量、提高体系中银纳米粒子的分散度,同时使材料具有优异的抗菌效果。石墨烯的独特结构使石墨烯具有各种丰富而优异的性能,它是一种二维纳米材料,由单层碳原子以sp~2轨道杂化形成的晶体,这种石墨烯材料的比表面积大并且拥有丰富的活性官能团,它不仅可以用作制备新型复合材料的组分,而且还可以作为有效载体,确准复合位点及分散金属纳米粒子等。这种材料通常被应用于药物传输,生物传感器和光动力癌症治疗等领域,逐渐的石墨烯基复合材料在生物医学的快速发展引起了全世界的关注。基于以上研究背景,本文主要针对石墨烯与银纳米粒子复合材料的制备及抗菌活性问题进行了研究,通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线光电子能谱仪(XPS)等对膜样品结构形貌进行了表征;采用润湿角测量仪和抑菌环方法分别检测了样品的亲/疏水性能以及抗菌活性。主要的研究内容有以下几点:1.本文通过Improved Hummers法,获得了氧化石墨烯(GO)。该制备方法花费时间短,易于操作且具有较好的氧化度,边缘拥有丰富的含氧官能团,在滴膜干燥中,成膜性能良好,可以在任意平整基底上成膜;2.利用葡萄糖溶液作为还原剂,银氨溶液与氧化石墨烯进行水热反应获得Ag/GO胶体;采用阶梯热处理方法,在基底上得到基于还原氧化石墨烯(rGO)的复合材料,复合膜对革兰氏阴性菌(Gram-negative bacterium)和革兰氏阳性菌(Gram-positive bacterium)具有良好的抗菌能力,比较还原前后复合膜的抗菌活性。3.采用操作简便的光诱导法合成三角形银纳米粒子,并且通过调节合成条件,例如光照时间,反应物比例和pH值等参数,获得具有良好的微观形态、分散性和稳定性的三角形银纳米粒子。通过对其生长过程的实时监控,对光诱导法制备三角银纳米粒子的生长机制进行探索。4.将光诱导法制备的不同尺寸三角银纳米粒子在不添加任何有毒的偶联剂、分散剂的条件下,利用简单的室温搅拌方法修饰在氧化石墨烯基底上,制备出具有抗菌活性的微量三角银纳米粒子/氧化石墨烯复合膜。并探究负载的三角银纳米粒子尺寸与抗菌活性的关系。
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