В гостях у программы «Утро в Петербурге» Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.

Ксения Бобрикова, ведущая: В нашем городе разработали технологии, которые позволяют окрашивать, а главное – делать ткань, в которой не задерживаются болезнетворные бактерии, грибы и вирусы. Щитом и мечом против инфекций стали серебро и медь.

Тимофей Зудин, ведущий: Как этому биметаллическому наносоюзу удаётся делать одновременно столько благих дел, именно об этом и расскажет наша гостья.

Ксения Бобрикова, ведущая: Насколько нам известно, не только в мире, но и в России существуют разработки антибактериальных тканей. Скажите, чем ваши технологии отличаются от всех остальных?

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: В России, как и за рубежом, в основном для нанесения наночастиц используют готовые растворы. Предварительно получают наночастицы в виде дисперсий и затем наносят их на ткань. Нами была разработана технология синтеза наночастиц непосредственно в структуре ткани. Мы подобрали условия так, чтобы наночастицы синтезировались сразу внутри, взаимодействуя с функциональными группами текстильного материала. Поэтому они прочно закрепляются с помощью химических связей, что позволяет, например, при стирках не вымываться.

Тимофей Зудин, ведущий: Какая область применения у таких тканей?

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: Область применения, в первую очередь, медицинский текстиль. Это могут быть раневые повязки, лейкопластыри, медицинские маски. Мы выявили защиту и от вирусов. При ношении такой маски человек будет лучше защищён от болезнетворных бактерий и вирусов, вызывающих инфекции.

Ксения Бобрикова, ведущая: Возвращаясь к технологии. Я изначально думала, что готовится раствор, в который помещается ткань, например, хлопковый платок. Ткань достают, и она становится антибактериальной. Но вы говорите, что способ другой. Давайте на примере хлопкового платка. Как происходит это превращение?

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: Я не буду описывать детали технологии, но суть в том, что ионы меди и серебра восстанавливаются последовательно за счёт взаимодействия с полимером, из которого состоит ткань. Хлопок содержит гидроксильные функциональные группы, которые выступают восстановителем для наночастиц. Все способы синтеза наночастиц основаны на восстановлении катионов металлов до нуль-валентной формы. В нашем случае восстановителем служит сама ткань. Мы подобрали оптимальные условия, способ запатентован. Суть технологии заключается в том, чтобы в аппарате, предназначенном для обработки ткани или волокон, сразу произвести синтез наночастиц внутри материала. Это и даёт прочное закрепление.

Тимофей Зудин, ведущий: Как испытывалась эта разработка и какие результаты были получены?

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: Разработка испытывалась многократно. Мы изучили размер наночастиц и их распределение. Поскольку ткань приобретает цвет, можно визуально оценить равномерность нанесения. Если бы наночастиц где-то было больше, появились бы более интенсивные пятна.

Ксения Бобрикова, ведущая: Потому что при правильном окрашивании видно, что они распределены равномерно?

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: Да. Также применялись специальные методы исследования, которые позволяют, условно говоря, просвечивать материал, как рентген. Основная цель была создание антимикробной ткани, поэтому мы исследовали различные штаммы бактерий, в том числе вызывающих внутрибольничные инфекции. Это синегнойная палочка, клебсиелла, вызывающая пневмонию. Мы сознательно выбирали антибиотикорезистентные штаммы. Исследования проводились совместно с Институтом Пастера, где имеется необходимый набор штаммов.

Ксения Бобрикова, ведущая: Почему решили объединить именно медь и серебро, а не, например, серебро с другим металлом?

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: Мы изучали разные варианты, в том числе железо и серебро. В паре медь–серебро есть разница электрохимических потенциалов. Проще говоря, медь дополнительно выступает восстановителем для серебра. Серебро наслаивается и образует оболочку. Медь – это ядро, а сверху формируется оболочка из серебра.

Тимофей Зудин, ведущий: Вы принесли образцы в студию. Я так понимаю, есть возможность одновременно окрашивать ткань и экономить на красителях.

Екатерина Кудрявцева, старший преподаватель кафедры химических технологий им. А. А. Хархарова СПбГУПТД, к.х.н.: Да. Наличие наночастиц и даёт цвет. Это связано с эффектом поверхностного плазмонного резонанса – возбуждением электронов на поверхности наночастиц. Глаз воспринимает это как цвет. Оттенок зависит от типа ткани и концентрации наночастиц. Красного цвета получить нельзя, возможны оттенки от светло-бежевого, кремового до тёмно-коричневого. Мы, например, работали с зелёным цветом хаки. Он изменился незначительно. Этот материал используется для спальных мешков.