一种可见激光辅助制备医用织物石墨烯基抑菌涂层的方法

1.本发明属于医用织物抑菌涂层的制备技术领域，具体涉及一种可见激光辅助制备医用织物石墨烯基抑菌涂层的方法。


背景技术：

2.在医用织物例如防护服、口罩、手套以及护理用织物的表面构建抑菌涂层，可以有效阻断各种病原体、细菌以及病毒的传播途径。目前在这些医用织物上负载各种抑菌材料的技术已经受到到广泛的关注，但是存在的问题主要是实用性不高，无法满足对多种类织物的统一处理。例如祝二斌等提出了一种石墨烯纳米银复合无纺布的制备方法（cn107794642b），该技术在混料中将抑菌剂加入体系中，其存在的问题是适用性不高，抑菌剂多数被包埋在无纺布内部而不是表面负载，抑菌剂包裹于无纺布内部难以实现表面较好的抑菌效果。吕秀梅等提出了一种纺织品用低成本抗菌剂及其制备方法（cn109778530a），其工艺中需要大量的有机试剂，同时产品主要面对非医用行业。
3.将石墨烯和银负载形成抗菌材料受到了广泛的关注。例如：陆杨等提出了一种具有抗菌和促进伤口愈合功能载银石墨烯复合膜及其应用（cn106867005b），但是其主要是面对伤口的愈合所用的凝胶类物质的抑菌作用。直接的石墨烯和银的复合材料用于抑菌材料也有很多的技术研发，例如龙建军等提出了石墨烯包覆纳米银抗菌材料及其制备方法（cn110089524a）；张晓穗等提出一种石墨烯复合银离子的可持久杀毒抗菌液（cn112335678a）；马丽等提出了一种石墨烯和纳米银复合抗菌材料的制备方法（cn110810402a）；高培军等提出了一种载银石墨烯材料及其制备方法（cn108286188b）。但是这些研究一般针对的是粉体材料，很难实现将粉体材料均一牢固的负载。此外，在合成中一般采用较多的有机溶剂和有机小分子作为还原剂，有可能造成环境污染和制备成本的提升。
4.目前也有些技术方案涉及将银和石墨烯的复合材料负载到不同的基底实现抗菌功能，例如冯佩等报道了一种纳米银/氧化石墨烯/可降解聚合物的复合骨支架材料、抗菌骨支架及其制备方法（cn110694116a）；王峰等提出了一种载银氧化石墨烯-聚乙烯醇超滤膜及其制备与应用（cn106582327b）。但是上述技术方案主要涉及了该类材料在固定相、平滑表面的负载，很难实现其在柔性、多孔、易损的织物表面的牢固负载。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可见激光辅助制备医用织物石墨烯基抑菌涂层的方法，该方法能够将具有抗菌活性的金属离子和金属复合物通过石墨烯的粘合作用快速高效负载到不同医用织物的表面，并且通过可见激光处理能够在不同类型医用织物表面形成负载牢固的石墨烯基抑菌涂层，进而实现对医用织物的高效抑菌化处理。
6.本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种可见激光辅助制备医用织物石墨烯基抑菌涂层的方法，其特征在于具体步骤为：
步骤s1，将硝酸盐溶于氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸盐为硝酸银、硝酸锰、硝酸锌、硝酸铜或硝酸铁中的一种或多种；步骤s2，将步骤s1得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并烘干；步骤s3，在步骤s2烘干后的医用织物表面继续喷涂与均一分散液等体积的氧化石墨烯水溶液；步骤s4，烘干后，在惰性气体吹扫下，利用0.1-5w的可见激光快速扫描表面处理后的医用织物0.5-2min，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
7.进一步限定，步骤s1中所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.001-0.1mg/ml，所述均一分散液中硝酸盐的浓度均为0.1-5mmol/l。
8.进一步限定，步骤s3中所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.001-0.05mg/ml。
9.进一步限定，步骤s4中所述可见激光为红外激光。
10.进一步限定，步骤s4中所述惰性气体为氮气。
11.本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：1、本发明的制备工艺步骤中不添加有机添加剂且不使用有机溶剂，过程绿色环境效益好、成本低；2、本发明利用可见激光法一步完成氧化石墨烯的还原和结构调控以及各种过渡金属复合物的生长，工艺简单可操控性强；3、本发明可见激光的高热作用使得抑菌涂层在表面负载牢固，不易脱落，进而能够表现出较好的抑菌效果。
附图说明
12.图1 为实施例1制得的石墨烯基抑菌涂层的扫描电镜图及元素分布分析图。
13.图2为实施例及对比例在相同测试条件下对大肠杆菌的抑菌性能对比图。
具体实施方式
14.以下通过具体实验对本发明内容作进一步详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅局限于以下实例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
15.实施例1将硝酸银溶于浓度为0.01mg/ml的氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸银的浓度为0.1mmol l-1
；将得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并于50℃烘干；在烘干后的医用织物表面继续喷涂与上述均一分散液等体积的浓度为0.05mg/ml的氧化石墨烯水溶液，于50℃烘干后，在氮气吹扫下，利用0.1w的红外激光快速扫描表面处理后的医用织物1min，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
16.实施例2将硝酸银和硝酸锰溶于浓度为0.05mg/ml的氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸银和硝酸锰的浓度均为0.2mmol l-1
；将得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并于80℃烘干；在烘干后的医用织物表面继续喷涂与上述均一分散液等体积的浓度为0.01mg/ml的氧化石墨烯水溶液，于80℃烘干后，在氮气吹扫下，利用0.5w
的红外激光快速扫描表面处理后的医用织物2min，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
17.实施例3将硝酸锌、硝酸铜和硝酸铁溶于浓度为0.1mg/ml的氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸锌、硝酸铜和硝酸铁的浓度均为2mmol l-1
；将得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并于60℃烘干；在烘干后的医用织物表面继续喷涂与上述均一分散液等体积的浓度为0.005mg/ml的氧化石墨烯水溶液，于60℃烘干后，在氮气吹扫下，利用2w的红外激光快速扫描表面处理后的医用织物0.5min，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
18.实施例4将硝酸银和硝酸铁溶于浓度为0.1mg/ml的氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸银和硝酸铁的浓度均为5mmol l-1
；将得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并于80℃烘干；在烘干后的医用织物表面继续喷涂与上述均一分散液等体积的浓度为0.05mg/ml的氧化石墨烯水溶液，于80℃烘干后，在氮气吹扫下，利用5w的红外激光快速扫描表面处理后的医用织物2min，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
19.实施例5将硝酸锌和硝酸铜溶于浓度为0.02mg/ml的氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸银的浓度均为0.6mmol l-1
；将得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并于80℃烘干；在烘干后的医用织物表面继续喷涂与上述均一分散液等体积的浓度为0.001mg/ml的氧化石墨烯水溶液，于80℃烘干后，在氮气吹扫下，利用0.3w的红外激光快速扫描表面处理后的医用织物1min，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
20.对比例将硝酸银溶于浓度为0.01mg/ml的氧化石墨烯水溶液中并搅拌混合均匀得到均一分散液，其中硝酸银的浓度为0.1mmol l-1
；将得到的均一分散液均匀喷涂到医用织物表面并于50℃烘干；在烘干后的医用织物表面继续喷涂与上述均一分散液等体积的浓度为0.05mg/ml的氧化石墨烯水溶液，于50℃烘干后，在氮气气氛下，利用传统加热升温至80℃处理医用织物2h，最终形成棕黑色负载牢固的石墨烯基抑菌涂层。
21.未经过可见激光处理的对比例在医用织物表面形成的抑菌涂层与实施例1-5在医用织物表面形成的抑菌涂层相比，对比例得到的抑菌涂层对大肠杆菌的抑菌效果大幅减少，由此可见实施例1-5中可见激光处理对抑菌涂层的附着牢固性以及抑菌效果均有明显提升。
22.以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。