Sind Lewis-Säuren die antimikrobielle Lösung auch für Textilien?

Badanie aktywności przeciwbakteryjnej (© Hohenstein Gruppe) / Investigation of antimicrobial activity (© Hohenstein Group)

W nowym projekcie grupa Hohenstein bada antybakteryjne efekty kwasów Lewis do zastosowania na tekstyliach. Oczekuje się, że wyniki przyniosą kolejny sukces również w walce z wieloopornymi bakteriami szpitalnymi.

Istnieje wiele obszarów codziennego i zawodowego życia, w których ochrona antybakteryjna jest ważna i konieczna. Aby osiągnąć ją również na tekstyliach, obecnie stosuje się związki srebra lub amoniaku. Jednak te związki są ekologicznie i toksykologicznie wątpliwe, a także zazwyczaj kosztowne.

Natomiast kwasy Lewis, których udowodnione działanie antybakteryjne wynika na przykład z ich efektu powierzchniowego kwasu, stosowane są do czyszczenia podłóg w szpitalach, ale dotychczas nie znalazły zastosowania w branży tekstylnej. Kwas Lewis (np. chemiczne związki utleniające, takie jak tlenek cynku) posiadają szczególną cechę, że pod wpływem wilgoci pH łatwo się obniża, stając się kwasowe. Powstały efekt antybakteryjny jest wtedy porównywalny z naturalną warstwą kwasową skóry.

Korzyści kwasów Lewis w porównaniu z dostępnymi na rynku substancjami antybakteryjnymi to szerokie spektrum działania na grzyby, bakterie i wirusy, a także ich skuteczność i odporność na działanie potu i białek. Ponadto dotychczasowe kalkulacje wykazały, że kwasy Lewis stanowią niezwykle opłacalną alternatywę dla już istniejących systemów na rynku. Obecnie zakłada się, że wykorzystanie kwasów Lewis w antybakteryjnym wykończeniu tekstyliów może obniżyć koszty nawet o około 90%.

W obecnym projekcie instytutów Hohenstein w ścisłej współpracy z producentami tkanin i włóknin oraz pomocami tekstylnymi, a także z producentami wykończeń tekstylnych, bada się, które trudno rozpuszczalne w wodzie tlenki najlepiej aplikować na które tekstylia oraz czy można zaobserwować synergistyczne efekty w wyniku ich łączenia. W tym celu przenosi się i optymalizuje znane systemy funkcjonalizacji powierzchni, składające się z matrycy wiążącej i kwasu Lewis, na tekstylia.

Projekt obejmuje opracowanie innowacyjnej receptury wykończenia na bazie odpowiednich kwasów Lewis z różnymi matrycami wiążącymi. Wykończenie różnych tekstyliów poszerza również obszar potencjalnego transferu wyników do przemysłu po zakończeniu projektu. Korelacja między aplikowaną a ostatecznie uwalnianą ilością kwasu Lewis ma służyć jako podstawa do analizy kosztów i korzyści. Ponadto, dzięki badaniom nad biokompatybilnością, ma zostać zapewnione, że szkodliwe efekty na skórę wynikające z wykończeń tekstylnych można wykluczyć.

Na podstawie wyników projektu zostaną opracowane zoptymalizowane receptury wykończenia i parametry procesowe dla antybakteryjnego wykończenia tekstyliów na bazie trudno rozpuszczalnych kwasów Lewis, dostępne dla przemysłu tekstylnego.

Oczekiwane wyniki badań odpowiadają wymaganiom przemysłu tekstylnego i mogą być bezpośrednio wdrożone do aktualnych rozwiązań produktowych.

Podziękowania:

Projekt IGF 18519N stowarzyszenia badawczego Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14, 10177 Berlin, został dofinansowany przez AiF w ramach programu wspierania wspólnych badań i rozwoju przemysłowego (IGF) przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii na podstawie uchwały Bundestagu.