Исследование антимикробной активности и физико-химических свойств трикотажного материала, модифицированного ионами серебра
Автор: Джанпаизова В.М.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Технология текстиля и одежды, дизайн
Статья в выпуске: 3 (149), 2025 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты комплексного исследования антимикробной активности и физико- химических свойств хлопчатобумажного трикотажного материала, модифицированного ионами серебра. Актуальность работы обусловлена возрастающей потребностью в функциональных текстильных материалах для медицинского назначения, обладающих пролонгированной антибактериальной активностью. В качестве объекта исследования использовался хлопчатобумажный основовязальный трикотажный материал, обработанный растворами нитрата серебра в концентрациях 0,1%, 0,5% и 1,0%. Пропитка проводилась методом макроаппретирования с последующей термофиксацией. Для анализа использовались современные методы анализа: ИК-спектроскопия (FTIR) — для выявления химических изменений в структуре целлюлозы. Рентгеноструктурный анализ (XRD) — для подтверждения фаз присутствия серебра. Сканирующая электронная микроскопия (SEM) с EDS — для визуализации распределения частиц и микробиологический анализ по стандарту ISO 20743 методом диффузии в агаре с культурами Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae. Проведена оценка устойчивости к стиркам — по ISO 6330 (до 10 циклов) и испытания физико-механических свойств — по ГОСТ 3816-81 и ГОСТ 3817- 85. Результаты показали, что серебро равномерно распределяется на поверхности волокна без агрегации, что подтверждено микроскопией. SEM-изображения выявили равномерное распределение частиц без агломерации, что способствует сохранению гибкости материала. ИК-спектры продемонстрировали снижение интенсивности полос O–H и C–O связей, что может свидетельствовать о химическом взаимодействии серебра с целлюлозой. Рентгенограммы подтвердили наличие наночастиц серебра в кристаллической форме (размер 30–70 нм). Отмечено усиление антимикробного эффекта при увеличении концентрации серебра до 1,0%, при этом зона ингибирования превышала 20 мм. Проведённые испытания после 5 стирок подтвердили сохранение до 80% антимикробной активности. Физико-механические характеристики ткани также улучшились: прочность материала увеличилась на 4,3%, а влагопоглощение – на 6,2% по сравнению с контрольными образцами, за счёт плотной фиксации наночастиц в структуре волокна. Научная новизна работы заключается в подтверждении эффективности серебросодержащей модификации при сохранении потребительских свойств материала. Практическая ценность заключается в возможности применения исследованного текстиля для перевязочных средств, хирургических повязок и медицинской одежды.
Серебро, антибактериальный текстиль, наночастицы, трикотаж, модификация волокон, микробиологический анализ, ИК-спектроскопия, перевязочные материалы
Короткий адрес: https://sciup.org/140312211
IDR: 140312211 | УДК: 677.027.65 | DOI: 10.48184/2304-568X-2025-3-242-253
Study of antimicrobial activity and physico-chemical properties of knitted fabric modified with silver ions
This article presents the results of a comprehensive study on the antimicrobial activity and physicochemical properties of cotton-based knitted fabric modified with silver ions. The relevance of the study stems from the growing demand for functional textile materials in medical applications with prolonged antibacterial effects. The object of the study was warp-knitted cotton fabric treated with silver nitrate solutions at concentrations of 0.1%, 0.5%, and 1.0%. The treatment involved macro-finishing followed by thermofixation. Analytical methods included FTIR spectroscopy to detect structural changes in cellulose, XRD to confirm silver phase presence, SEM with EDS to visualize particle distribution, and microbiological testing per ISO 20743 using Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Klebsiella pneumoniae cultures. Silver nanoparticles (30–70 nm) were evenly distributed across the fiber surface without aggregation. FTIR spectra showed a decrease in O–H and C–O bands, indicating possible chemical interaction between silver and cellulose. Antibacterial activity increased with silver concentration; at 1.0%, inhibition zones exceeded 20 mm. After 5 washing cycles, up to 80% of antimicrobial efficacy was retained. Mechanical tests showed increased strength (+4.8%) and moisture absorption (+6.2%) compared to untreated samples. Scientific novelty: Demonstrates the effectiveness of silver modification while preserving consumer properties of the fabric. Practical significance: The modified textile is promising for use in wound dressings, surgical pads, and medical clothing.
Тоқыма материалының күміс иондары арқылы модификацияланған микробқа қарсы белсенділігі мен физика-химиялық қасиеттерін зерттеу
Мақалада күміс иондарымен модификацияланған мақта негізіндегі тоқыма трикотаж материалының антимикробтық белсенділігі мен физика-химиялық қасиеттері кешенді түрде зерттелген. Жұмыстың өзектілігі — ұзақ әсер ететін бактерияға қарсы қасиеттері бар медициналық мақсаттағы функционалды тоқыма материалдарға деген сұраныстың артуымен түсіндіріледі. Зерттеу нысаны ретінде 0,1%, 0,5% және 1,0% концентрациялы күміс нитраты ерітінділерімен өңделген мақта трикотажы пайдаланылды. Макроаппретирлеу және термофиксация әдістері қолданылды. Материал құрылымындағы өзгерістерді бағалау үшін FTIR (ИК-спектроскопия), XRD (рентгенқұрылымдық талдау), SEM–EDS (сканерлеуші электронды микроскопия және элементтік талдау), сондай- ақ ISO 20743 стандарты бойынша Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae штамдарына қарсы микробиологиялық анализдер жүргізілді. Күміс нанобөлшектерінің өлшемі 30–70 нм аралығында, талшық бетіне біркелкі орналасқан. ИК-спектрлік деректер O–H және C–O топтарының төмендеуін көрсетті, бұл күміс пен целлюлоза арасындағы химиялық әрекеттесуді дәлелдейді. Антибактериялық әсері 1,0% концентрациясында ең жоғары нәтиже көрсетті (ингибиция аймағы >20 мм), ал 5 рет жуылғаннан кейін 80%-ға дейін белсенділік сақталды. Физикалық қасиеттері де жақсарды: беріктігі 4,8%, ылғал сіңіргіштігі 6,2%-ға артты. Ғылыми жаңалығы: тұтынушылық қасиеттерін сақтай отырып, күміс иондары арқылы модификациялаудың тиімділігі дәлелденді. Практикалық құндылығы: алынған материалдарды жараға арналған таңғыштарда, хирургиялық таңғыштарда және медициналық киімде қолдануға болады.
