細(xì)菌性病原體每年在全世界造成數(shù)百萬(wàn)例疾病和死亡，抗菌紡織品因其能有效抑制細(xì)菌和真菌等微生物生長(zhǎng)、維持個(gè)人和公共衛(wèi)生而受到極大關(guān)注。低表面能的抗菌紡織品能通過(guò)減少細(xì)菌粘附，賦予織物抗菌效果，但疏水性界面的構(gòu)建多涉及聚丙烯酸酯或氟碳化合物的使用，會(huì)影響織物的手感和透氣性。另一方面，通過(guò)原位沉積納米銀等粒子能賦予紡織品高效的抗菌能力，但由于納米粒子與纖維表面缺乏共價(jià)鍵作用力，造成織物水洗中易不同程度脫落，且具有潛在生物毒性，限制了其在紡織品抗菌整理中的應(yīng)用。
硫辛酸是含有動(dòng)態(tài)二硫鍵的天然小分子，在高溫或還原狀態(tài)下其二硫鍵易發(fā)生斷裂，在冷卻或氧化過(guò)程中會(huì)重建生成聚二硫化物。硫辛酸開(kāi)環(huán)產(chǎn)生的巰基可用于還原過(guò)渡金屬離子，并能通過(guò)配位鍵將納米顆粒錨定至載體表面。
最近，江南大學(xué)王平教授課題組提出了一種生態(tài)友好的酶催化構(gòu)建抗菌紡織品的方法。通過(guò)辣根過(guò)氧化物酶（HRP）催化氧化和原位還原沉積，構(gòu)建了包埋納米銀的聚二硫化物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，制備了具有高效抗菌和抗粘附功能的紡織品。具有低表面能的改性棉織物抑制了細(xì)菌增殖和生物被膜的形成，包埋在聚二硫鍵網(wǎng)絡(luò)中的納米銀顆粒表現(xiàn)出優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換和ROS生成能力，賦予織物快速持久的抗細(xì)菌和抗真菌效果。改性棉織物與細(xì)菌接觸30分鐘或與真菌接觸3小時(shí)后，抗菌率均達(dá)99.9%；得益于納米粒子優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換特性，在100 mW/cm2輻照強(qiáng)度下照射10分鐘后，改性織物表現(xiàn)出近100%的抗菌效率；诜宇(lèi)小分子聚合和聚二硫化物構(gòu)建的雙重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予改性織物多次細(xì)菌污染循環(huán)后仍具有較高的殺菌效果。同時(shí)，該抗菌紡織品基本保持了原有織物固有的服用性能，且生物相容性和血液相容性?xún)?yōu)良。這項(xiàng)基于酶催化氧化和納米顆粒原位沉積、構(gòu)建高效耐久抗菌紡織品的方法，為類(lèi)似功能紡織品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和綠色制造提供了一種新的策略。
圖1. 酶促多酚接枝聚合和包埋AgNPs制備抗菌紡織品過(guò)程及其多模式協(xié)同抗菌機(jī)制
圖2. 含動(dòng)態(tài)二硫鍵改性酪胺分子(mTA)的制備及酶催化氧化自聚合反應(yīng)機(jī)理
圖3. AgNPs沉積織物多模式協(xié)同抗細(xì)菌和抗真菌的機(jī)制分析
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202420046
