Модификация хлопчатобумажных тканей наночастицами меди для придания антибактериальных свойств

Статья посвящена разработке целлюлозных текстильных материалов с антимикробными свойствами на основе наночастиц меди, полученных по принципам «зелёной химии». Основная цель исследования заключалась в создании экологически безопасного способа модификации хлопчатобумажных тканей, обеспечивающего устойчивый антибактериальный эффект. В качестве восстановителя применялась аскорбиновая кислота, стабилизаторами служили желатин и глюкоза. Такой выбор позволил сформировать стабильные коллоидные системы наночастиц меди и добиться их равномерного распределения в волокнистой структуре. Для усиления закрепления наночастиц дополнительно использовался тетраэтоксисилан, образующий оксидокремниевую матрицу. В работе описана методика синтеза и модификации хлопчатобумажных тканей, а также проанализированы свойства выбранных стабилизаторов. Сканирующая электронная микроскопия подтвердила различия в морфологии наночастиц: при использовании желатина формировались более мелкие и однородные частицы (30–74 нм), тогда как глюкоза приводила к образованию агрегатов увеличенного размера (56–143 нм). Эти данные согласуются с результатами микробиологических испытаний: обработанные образцы показали зону ингибирования роста E. coli до 0,4 мм. Практическая ценность исследования заключается в разработке метода, который может быть использован для создания функциональных хлопчатобумажных тканей с антимикробными и защитными характеристиками, востребованными в лёгкой и медицинской промышленности.

1. Dovnar I., Smotryn M., Anufrik S. - Antibacterial and physico-chemical properties of silver and zinc oxide nanoparticles. Journal of the Grodno State Medical University, №20 (1), 2022: 98-107 https://doi:10.25298/2221-8785-2022-20-1-98-107

2. Markovic D., Zille A., Ribeiro A. Antibacterial Bio - Nanocomposite Textile Material Produced from Natural Resources. National Library of Medicine, №12 (15), 2022: 2339 https://doi.org/10.3390/nano12152539

3. Inkhonova A., Eshtursunov D., Botirov S. Antibacterial properties of copper-polymer complex. International scientific journal, №10 (112), 2023: 39-44 https://doi:10.32743/UniChem.2023.112.10.16057

4. Gudkov S., Burmistrov D., Fomina P. Antibacterial Properties of Copper Oxide Nanoparticles. National Library of Medicine, № 25 (21), 2024:11563 https://doi.org/10.3390/ijms252111563

5. Saxena R., Kotnala Sh., Bhatt S.C. A review on green synthesis of nanoparticles toward sustainable environment. Sustainable Chemistry for Climate Action, №6, 2025:100071 https://doi.org/10.1016/j.scca.2025.100071

6. Kim J., Hyun Kang S., Choi Y. Antibacterial and biofilm-inhibiting cotton fabrics decorated with copper nanoparticles grown on graphene nanosheets. Scientific Reports, №13, 2023:11947 https://doi:10.1038/s41598-023-38723-4

7. Savelyeva Y., Gonchara A., Movchanb B. Antibacterial polyurethane materials with silver and copper nanoparticles. Materials Today: Proceedings: Letters in Applied Microbiology, №4, 2017: 87–94 https://doi.org/10.1016/j.matpr.2017.01.196

8. Shaik А., Nambi R., Syeda M.A. Antioxidant, Antibacterial, and Anti-diabetic Activity of Green Synthesized Copper Nanoparticles of Cocculus hirsutus (Menispermaceae). National Library of Medicine, №194 (10), 2022: 4424 – 4438 https://doi:10.1007/s12010-022-03899-4

9. Ermini M.L., Voliani V. Antimicrobial Nano- Agents: The Copper Age. Pub Med: National Library of Medicine, №15 (4), 2021:6008 – 6029 https://doi.org/10.1021/acsnano.0c10756

10. Mehravani B., Ribeiro A.I., Montazer M., Zille A. Development of Antimicrobial Polyester Fabric by a Green in Situ Synthesis of Copper Nanoparticles Mediated from Chitosan and Ascorbic Acid. Sientific.Net: Materials Science Forum, №1063, 2022:83–90. https://doi.10.4028/p-xa1m7m

11. Perez-Alvarez L., Cadenas-Pliego G., Perez-Camacho O. Green Synthesis of Copper Nanoparticles Using Cotton. Polymers, №13 (12), 2021: 1906 https://doi.org/10.3390/polym13121906

12. Goncalves R.A., Ku J.W.K., Zhang H. Copper-Nanoparticle-Coated Fabrics for Rapid and Sustained Antibacterial Activity Applications. ACS Applied Nano Materials, № 5 (9), 2022:12876 –12886 https://doi.10.1021/acsanm.2c02736

13. Смирнов Н.В. Комплексная оценка пожарной опасности текстильных и кожевенных материалов: рекомендации. Всероссийский научно- исследовательский институт противопожарной защиты, 2014: 28

14. Спиридонова В.Г., Сорокин Д.В., Никифиров В.Г. Циркина О.Г. Обоснование актуальных подходов к оценке пожароопасных свойств текстильных материалов и способов огнезащиты тканей различного функционального назначения. Cовременные проблемы гражданской защиты, № 2 (47) 2023:125-132.

15. Shah A.U.R., Prabhakar M.N., Song J. Current Advances in the Fire Retardancy of Natural Fiber and Bio-Based Composites – A Review. International journal of precision engineering and manufacturing-green technology, 2017: 242–262 https://doi.org/10.1007/s40684-017-0030-1