Исследователи Министерства сельского хозяйства США разработали натуральные моющиеся антимикробные чистящие салфетки: USDA ARS

Apr 14, 2024

Контактное лицо: Джессика Райан Электронная почта: [email protected]

НОВЫЙ ОРЛЕАН, 11 апреля 2023 г. — Большинство антимикробных салфеток, изготовленных преимущественно из синтетических волокон, таких как полиэстер и полипропилен, выбрасываются после однократного использования и попадают на свалки, где могут оставаться сотни лет и становиться источником загрязнения окружающей среды микропластическими волокнами. Но исследователи из Службы сельскохозяйственных исследований (ARS) Министерства сельского хозяйства США (USDA) недавно разработали экологически чистые антимикробные салфетки, которые можно стирать в машине, и которые можно использовать не менее 30 раз для очистки твердых и непористых поверхностей.

Значительно возросло использование антимикробных салфеток в связи с растущим пониманием необходимости индивидуальной защиты здоровья. Согласно отчету «Обзор рынка антимикробных салфеток», к 2030 году мировой рынок антимикробных салфеток оценивается в 21,6 миллиарда долларов.

Исследователи ARS разработали противомикробные салфетки, используя сырое хлопковое волокно, которое естественным образом производит наночастицы серебра внутри волокна в присутствии предшественника серебра. Эти встроенные наночастицы серебра могут затем выделять ионы серебра, которые действуют как антибактериальные агенты и убивают вредные бактерии.

Слева направо: исследователи ARS Сонхён Нам, Мэтью Хиллиер и Пабло Саламе используют процесс иглопробивания для производства моющихся антимикробных хлопковых салфеток на пилотном заводе по производству нетканых материалов в Южном региональном исследовательском центре ARS в Новом Орлеане. (Фото Кристы Мэдисон)

«Наночастицы серебра — один из популярных противомикробных агентов, используемых для производства подавляющих запах, противоинфекционных текстильных изделий и других товаров для личного здоровья», — сказал Сунгхён Нам, инженер-исследователь исследовательского отдела химии и использования хлопка ARS в Новом Орлеане.

По словам Нама, люди смогут очищать поверхности, смачивая антимикробные салфетки водопроводной водой, а затем протирая поверхности. В ходе исследования ученые обнаружили, что салфетки убивают 99,9% вредных бактерий S. aureus и P. aeruginosa на поверхностях.

Технология, лежащая в основе этого исследования, выгодна в нескольких аспектах. В нем отсутствуют традиционные методы предварительной обработки хлопкового волокна (такие как очистка и отбеливание), которые требуют большого количества химикатов и энергии. Для этого не требуются никакие химические агенты, за исключением прекурсора серебра.

Изображение поперечного сечения обработанного хлопкового волокна, полученное с помощью трансмиссионной электронной микроскопии: были получены наночастицы серебра, внедренные в первичную клеточную стенку хлопкового волокна-сырца. (Фото Сонхён Нама)

Он также превращает сами хлопковые волокна в противомикробные вещества, а не служит носителем противомикробных веществ, что делает их пригодными для повторного использования. Антимикробные салфетки изготовлены из натуральных хлопковых волокон, а не из обычных синтетических волокон на нефтяной основе.

Чтобы повторно использовать салфетки, люди могут просто постирать их в прачечной.

«Мы также обнаружили, что салфетки по-прежнему успешно убивают болезнетворные микроорганизмы даже после 30-кратной стирки в прачечной», — сказал Нам. «Салфетки восстанавливают свою антимикробную поверхность каждый раз, когда их намокают или стирают, потому что внедренные наночастицы действуют как резервуар ионов серебра».

Нам сказал, что еще одним важным преимуществом технологии внедрения является минимизация негативного воздействия на окружающую среду, связанного с выщелачиванием наночастиц.

Слева направо: исследователи ARS Мэтью Хиллиер, Даг Хинчлифф, Пабло Саламе и Сонхён Нам используют процесс гидроперепутывания для производства моющихся антимикробных хлопковых салфеток на пилотной установке нетканых материалов в Южном региональном исследовательском центре ARS в Новом Орлеане. (Фото Кристы Мэдисон)

«Эти салфетки разработаны таким образом, чтобы постепенно выделять небольшое количество ионов серебра из наночастиц, встроенных в хлопковое волокно, в течение всего времени использования и истощать запасы наночастиц», — сказал Нам.

Разрабатывая многоразовые и моющиеся противомикробные салфетки, Нам и ее коллеги стремятся найти устойчивые альтернативы для сокращения отходов в окружающую среду от утилизации одноразовых противомикробных салфеток.