Сотрудники кафедры высокомолекулярных соединений и кафедры электрохимии химического факультета МГУ показали возможность эффективного радиационного и фотохимического получения стабилизированных наночастиц серебра в полиэлектролитных комплексах. Полученные материалы проявляют высокую антибактериальную активность, многократно превышающую активность высокомолекулярных комплексов полимеров и нанокомпозитов на их основе. Работа выполнена в рамках национального проекта «Наука и университеты». Результаты опубликованы в журнале Polymers.

Нанесение биоцидных материалов на различные поверхности позволяет предотвратить рост и размножение микроорганизмов. Для получения прочных покрытий с долговременным биоцидным действием широко используются полимерные материалы.

«Для биоцидных покрытий наиболее перспективно получение полимеров с положительно заряженными группами, которые обладают собственной биоцидной активностью. Содержащие такие звенья полиэлектролитные комплексы могут служить гибкой основой для получения биоцидных покрытий, поскольку их можно настроить на взаимодействие с различными поверхностями. Растворителем для покрытий служит вода, что гарантирует доступность, а также экологическую и пожарную безопасность», – объяснил соавтор работы, ведущий научный сотрудник кафедры электрохимии химического факультета МГУ Алексей Зезин.

Функциональные группы полиэлектролитов могут эффективно связывать ионы металлов и стабилизировать металлические наночастицы. Поэтому они используются для получения нанокомпозитов, способных контролируемо и постепенно выделять ионы металлов в окружающую среду. В последние годы наибольшие усилия ученых были направлены на производство биоцидных материалов длительного действия, содержащих наночастицы серебра. К ним бактерии не способны адаптироваться так, как к антибиотикам.

Для получения полимерных материалов были использованы комплексы полиакриловой кислоты и полиэтиленимина. Они способны связывать до 20 массовых процентов ионов серебра. Более того, полиэтиленимин придает комплексам биоцидность. Также авторы работы впервые использовали радиационно-химический подход для получения стабилизированных наноразмерных частиц серебра в дисперсиях и покрытиях интерполиэлектролитных комплексов. Этот способ синтеза наночастиц особенно перспективен из-за возможности эффективного получения нанокомпозитов без загрязнений.

Полученные покрытия с наночастицами серебра проявляют биоцидную активность, многократно превышающую активность макромолекулярных полиэлектролитных комплексов.  В перспективе покрытие будет использовано на предприятиях пищевой промышленности, в складских и производственных помещениях, торговых организациях и т.д.

В будущем планируется изучить факторы, влияющие на устойчивость покрытий к смыванию. Также будет исследован механизм биоцидного действия полимерных рецептур и проведены крупномасштабные испытания на профильных предприятиях.

Источник: МГУ имени М. В. Ломоносова.