En los últimos diez años, los requisitos de protección ambiental se han vuelto cada vez más estrictos y el campo de desarrollo de agentes antibacterianos se ha vuelto cada vez más amplio. Para superar las deficiencias de los agentes antibacterianos tradicionales, los investigadores de muchos países han centrado su atención en los agentes antibacterianos inorgánicos, que son alternativas a los agentes antibacterianos orgánicos. En particular, los agentes nanoantibacterianos inorgánicos tienen las características de alta resistencia al calor, fuerte actividad antibacteriana, seguridad y confiabilidad, y actualmente son agentes antibacterianos ecológicos ampliamente estudiados. Muchos resultados experimentales muestran que los agentes nanoantibacterianos no solo tienen efectos antibacterianos, sino que también tienen las características de baja toxicidad, fácil dispersión y buena estabilidad térmica. Por lo tanto, los agentes nanoantibacterianos difícilmente causarán enfermedades crónicas o agudas a los humanos. y animales trazas de sustancias inorgánicas activas. La liberación de ingredientes tampoco tendrá impacto en el medio ambiente.
Debido a la creciente conciencia por la vuelta a la naturaleza y al medio ambiente, la idea de utilizar sustancias naturales para proporcionar la misma función antibacteriana ha despertado un gran interés. Los agentes antibacterianos naturales se han convertido en otro agente de acabado ecológico con amplias perspectivas de desarrollo.
1 Agentes nanoantibacterianos inorgánicos
Los agentes antibacterianos inorgánicos de nanoóxido de zinc y nanoplata son actualmente agentes antibacterianos verdes relativamente activos en investigación y aplicación. Cuando el tamaño del óxido de zinc alcanza la escala nanométrica, en comparación con el óxido de zinc ordinario, exhibe muchas propiedades excelentes y especiales, como la no toxicidad y la no migración. Debido al efecto de tamaño cuántico y la gran superficie específica, tiene las ventajas de una dosis baja y una alta eficiencia en el acabado antibacteriano, lo que tiene una importancia positiva para el desarrollo y la producción de tejidos ecológicos.
Muchos iones metálicos tienen propiedades antimicrobianas. Masahiko Takayama y otros de Japón midieron las propiedades antibacterianas de algunos iones metálicos y los resultados son los siguientes:
Ag gtCo gtNi≥Al≥Zn≥Cu=Fe≥Mn≥Sn≥Sn≥Ba≥Mg ≥Ca
De hecho, los iones metálicos comúnmente utilizados son principalmente iones de plata, cobre y zinc. Entre ellos, los iones de plata no solo tienen buenas propiedades antibacterianas, sino que también tienen buena resistencia al agua, no son tóxicos ni irritantes. Por lo tanto, los agentes antibacterianos inorgánicos cargados de plata han recibido una amplia atención como agentes antibacterianos ecológicos. El agente antibacteriano inorgánico cargado de nanoplata es un complejo de iones de plata y un portador compuesto inorgánico a nanoescala. Se obtiene utilizando las características estructurales especiales de muchos poros a nanoescala en la superficie de partículas nanoportadoras para fijar iones de plata en los poros de materiales nanoportadores porosos como zeolita, gel de sílice y bentonita.
Las condiciones de reacción antibacteriana del agente antibacteriano inorgánico de nanoóxido de zinc son verdes y el efecto antibacteriano se logra descomponiendo la materia orgánica mediante una reacción ligera. Bajo la irradiación de la luz solar, especialmente la luz ultravioleta, los electrones de la banda de valencia de las partículas se excitan para pasar a la banda de conducción, formando pares electrón-hueco fotogenerados, que están efectivamente separados por el campo eléctrico de la capa de carga espacial. El efecto fotocatalítico de esta partícula sobre las bacterias se manifiesta en dos aspectos: por un lado, los electrones fotogenerados y los huecos fotogenerados reaccionan con las membranas celulares o componentes intracelulares, provocando la muerte celular; o los agujeros fotogenerados reaccionan con el agua o el oxígeno del aire reacciona para generar especies reactivas de oxígeno, como OH, O-2, Ho2 y H2O2. Estas especies reactivas de oxígeno con una fuerte capacidad oxidante atacan los componentes intracelulares y sufren reacciones bioquímicas con ellos, lo que lleva a la muerte celular. En los últimos años, algunos investigadores de la Universidad de Tokio en Japón también han descubierto que estas partículas fotoactivas también tienen la función de descomponer toxinas, mientras que los agentes antibacterianos generales sólo tienen un efecto bactericida. Li Qun y otros también introdujeron las excelentes propiedades del nano-ZnO en los textiles, y sus propiedades antibacterianas son altamente eficientes y significativas.
Además, su proceso de procesamiento es seguro y confiable. En la actualidad, la aplicación de la nanotecnología para desarrollar textiles antibacterianos incluye principalmente métodos aditivos y métodos de posacabado. El método aditivo consiste en añadir nanomateriales como TiO2, ZnO, etc. a la solución de hilado para fabricar fibras sintéticas con propiedades antibacterianas. La ventaja es que el nanopolvo se dispersa uniformemente en la fibra, por lo que tiene buena durabilidad y un efecto antibacteriano estable. Las fibras naturales representadas por el algodón sólo pueden someterse a un tratamiento posterior porque no se pueden agregar materiales funcionales durante el proceso de producción.
Los nanopolvos se tratan en los tejidos mediante acolchado, revestimiento, etc., para que los tejidos puedan obtener propiedades antibacterianas.
2 Agentes antibacterianos naturales
Con la creciente concienciación sobre la protección del medio ambiente y el deseo de textiles ecológicos, los agentes antibacterianos naturales han atraído cada vez más atención. Entre los agentes antibacterianos naturales, la quitina, el quitosano y la esencia de huevo antibacteriano de insectos se extraen principalmente de animales. El enebro, la artemisa y el aloe vera se extraen principalmente de plantas.
El quitosano es un agente antibacteriano natural muy utilizado. El quitosano se deriva principalmente de caparazones de cangrejo, camarones, caparazones y pieles de insectos, así como de las paredes celulares de hongos y enzimas. Es rico en recursos, biodegradable, muy absorbente, seguro y no tóxico. Por ello, la investigación sobre la aplicación de este tipo de agentes antibacterianos es muy activa. Zhu Ping [16] utilizó una mezcla de quitosano y ácido policarboxílico para dar acabado a las telas de algodón. Los resultados de las pruebas muestran que los tejidos de algodón tienen múltiples funciones, como antibacterianas y no planchables. El quitosano proviene de la naturaleza y es un agente de acabado ecológico. Chen et al. [17] prepararon quitosano modificado mediante reacciones de hidroximetilación y eterificación, y utilizaron hidroximetil quitosano y hidroxietil éter de quitosano para terminar tejidos de seda y algodón, respectivamente. Los resultados experimentales muestran que el tejido acabado tiene buenas propiedades antibacterianas, higroscópicas y humectantes, lo que indica que el quitosano modificado también se puede utilizar como agente de acabado textil ecológico.
Actualmente existen dos mecanismos de acabado antibacteriano del quitosano [18]: a. Los cationes amino del quitosano son atraídos por aniones como los sialofosfolípidos que constituyen la pared celular de los microorganismos, lo que limita la libertad de los microorganismos. su metabolismo y reproducción b. Una gran cantidad de quitosano de bajo peso molecular invade las células microbianas e impide que el código genético microbiano se copie del ADN al ARN, dificultando así la reproducción de los microorganismos. El quitosano puede inhibir Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa.
Además, la quitina tiene muchos usos. Se agrega quitina en polvo a las fibras químicas, o las fibras de quitina se mezclan con otras fibras para producir textiles con efectos antibacterianos para el cuidado de la salud [19]. Dado que no contiene sustancias químicas ni componentes metálicos, se puede utilizar como textil antibacteriano ecológico de alta gama.