«Сэкономить время, удешевить процесс»: уральские учёные создали бактерицидный материал для спецодежды и медицины

Российские учёные из УрФУ изобрели новый способ получения бактерицидного нанокомпозита на основе оксида алюминия и серебра. Химики выяснили, что если соли металлов смешать с органическими компонентами, такими как глицерин и лимонная кислота, а затем поджечь, то в итоге получится материал, содержащий наночастицы.

Их форму и размер можно регулировать, меняя условия реакции. Нанокомпозит подавляет патогены и может применяться при производстве имплантатов, перевязочных материалов, а также для изготовления бактерицидной одежды для туристов и спортсменов.

Группа учёных из Уральского федерального университета (УрФУ) разработала новый метод синтеза нанокомпозита на основе оксида алюминия и серебра. Этот материал обладает выраженными антибактериальными свойствами и может найти применение в хирургии, имплантологии и производстве перевязочных материалов. Кроме того, планируется использовать его для изготовления бактерицидных тканей для туристов и спортсменов. Об этом RT сообщили в пресс-службе Минобрнауки.

Результаты исследования опубликованы в «Журнале неорганической химии».

Наночастицы серебра, в том числе в составе композитов, эффективно борются с бактериями. Однако производство таких материалов часто требует сложного оборудования и значительных затрат.

Поэтому уральские химики предложили более простой и дешёвый метод, основанный на горении растворных прекурсоров (компоненты, вступающие в реакцию для получения конечного соединения или материала. — RT).

«Берутся соли металлов, которые входят в состав сложного оксида, и органический компонент — глицин, глицерин, лимонная кислота, поливиниловый спирт или другие. Эта композиция в виде плёнок поджигается, синтезируется сложный оксид. Затем подбирается температура термообработки. Это очень простой метод синтеза, который позволяет сэкономить время, удешевить процесс получения соединений и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу», — объяснил RT руководитель исследования, заведующий отделом химического материаловедения УрФУ Александр Остроушко.

Меняя условия синтеза, учёные смогли получать наночастицы серебра различного размера (от одного до 200 нанометров) и формы — сферические, пластинчатые и даже в виде «нанокрабов». Это позволило варьировать свойства материала: от краткосрочного, но мощного антибактериального действия до пролонгированного эффекта.

Эффективность композита проверили на кишечной палочке (Escherichia coli). Эксперименты показали, что патогены гибнут при контакте с новым материалом.

Разработка уже вызвала интерес у исследователей из Новосибирска и Иваново. В Новосибирске материал планируют использовать для создания костных имплантатов (например, суставных и зубных протезов), которые не только должны быть биосовместимыми, но и предотвращать воспаление. В Иваново нанокомпозит рассматривают как основу для антибактериальных тканей, способных обеззараживать раны в полевых условиях.

«Добавка такого материала может увеличить стоимость готовой одежды на 20—25%, но в некоторых случаях это оправданно», — отметил Остроушко.

Кроме того, нанокомпозит может служить носителем для лекарств, в том числе антибиотиков, благодаря химической инертности, устойчивости к коррозии и низкой токсичности оксида алюминия.

Исследователи подали заявку на патент и планируют продолжить тестировать материал на других патогенах. Работа ведётся в сотрудничестве с Институтом высокотемпературной электрохимии и Институтом химии твёрдого тела Уральского отделения РАН.