当前的全球大流行环境使医用防护设备（例如外科口罩）成为我们日常生活的一部分。通常，大多数口罩由不可再生的石油聚合物制成，例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯和聚酯，这些聚合物不可生物降解。因此，这些基于聚乙烯的塑料以每年约 2500 万吨的惊人速度在环境中累积，而此类材料通常需要 200 年才能分解。
在此背景下，为减少口罩、防护服等医用防护材料对环境造成的污染，生物降解抗菌材料近年来越来越受到重视。抗菌生物降解复合材料的开发将增加其在纺织服装、生物医药等领域的应用。此外，这种策略可以降低使用医用纺织品时细菌感染的危险，同时还可以解决废纤维燃烧和处置环境问题。
在这项研究中，来自天津工业大学和华中科技大学的研究人员将PHBV和PBAT一起静电纺丝，然后用纳米TiO2处理开发和评估用于医用防护织物的可生物降解的抗菌纳米纤维膜。SEM图像显示，质量分数为13%、PHBV/PBAT质量比为50:50的纳米纤维膜直径最小，形貌最好。此外，机械性能测试和水接触角测试结果表明，PBAT/PHBV复合纳米纤维膜在不影响其基本结构的情况下，比纯PHBV具有更好的机械性能和疏水性。TiO2纳米颗粒的添加降低了该纳米纤维膜的纤维直径。当TiO2浓度为1.0 wt%时，平均纤维直径为367 nm，可能接近亚微米水平。同时，TiO2的存在使PBAT/PHBV膜纤维之间的粘附力降低，导致纤维分布更均匀。此外，含有1.0 wt% TiO2的PHBV/PBAT/TiO2纳米纤维膜的断裂伸长率从（135±5）%提高到（203±2）%。含1.0 wt% TiO2的PHBV/PBAT/TiO2纳米纤维膜抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，抗菌率达98%以上。在这项研究中，成功地制备了可生物降解和抗菌的复合材料，可应用于医疗防护领域。可促进防护纺织材料向功能化、降解化方向发展。
相关成果以题为Preparation and characterization of biodegradable electrospinning PHBV/PBAT/TiO2 antibacterial nanofiber membranes发表在Journal of Engineered Fibers and Fabrics期刊上。
图 1。(a–i) SEM 显微照片和直径分布。
图 2。样品的傅立叶变换红外 (FTIR) 光谱。
图 4。不同混合系统的 PHBV/PBAT 样品和 TiO2 样品的 DSC 热分析图：
(a) (c) 第二加热曲线和 (b) (d) 冷却曲线。
图 6。PHBV/PBAT纳米纤维膜和不同质量分数制备的PHBV/PBAT/TiO 2纳米纤维膜的水接触角。
图 7。(a)空白样品和PHBV/PBAT/TiO 2纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能，
(b)平均菌落形成单位数，(c)对应的抑菌率空白样品和PHBV/PBAT/TiO 2纳米纤维膜。
总的来说，在这项工作中，作者制备了具有不同质量分数和比例的可降解 PHBV/PBAT 纳米纤维膜。PHBV/PBAT的质量比为50:50，质量分数为13%的纳米纤维膜，通过SEM、FTIR、DSC、拉伸试验、水接触角试验表明纤维形态良好，性能显着。随后，应用不同质量分数的纳米TiO2进行表征测试。与PHBV/PBAT纳米纤维膜相比，添加1.0 wt% TiO2的PHBV/PBAT/TiO2纳米纤维膜具有更光滑的表面形貌、更好的机械性能和更高的疏水性。发现PHBV/PBAT/TiO2纳米纤维膜的抗菌率可根除98%的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。这项研究的结果表明纳米纤维膜在生物医学领域具有潜在的未来。
