0540233 - ÚH 2021 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Peer, Petra - Zelenková, Jana - Filip, Petr - Sedlaříková, J. - Janalíková, M. - Pleva, P.Antimikrobiální nanovlákenná membrána pro filtraci vody.
[
Antibacterial nanofibrous membrane with antifouling ability.]
Interní kód: LTC19034-V1 ; 2021
Technické parametry: Funkční vzorek sestává z podkladové netkané textilie (viskózová vlákna) a nanovlákenné vrstvy (poly(vinylidenfluorid)–co–hexafluoropropylen/ monoacylglycerol 12 (PVDF-HFP/MAG 12)). Nejprve je PVDF-HFP rozpuštěn v dimetylformamidu (DMF) o koncentraci 23 hm. %, do kterého jsou přidána 2 hm. % antibakteriálního činidla MAG 12. Koncentrace DMF tedy tvoří 75 hm. %. Účinná složka MAG 12 je připravena smícháním kyseliny laurové a glycidolu. Jedná se o chemicky stabilní, biologicky rozložitelnou a zdravotně nezávadnou látku, jež vykazuje emulzifikační a antibakteriální vlastnosti zejména vůči plísním a Gram pozitivním bakteriím. Z tohoto PVDF-HFP/MAG 12 roztoku je připravena nanovlákenná vrstva pomocí elektrostatického zvlákňování na laboratorním přístroji při těchto optimálních podmínkách: elektrické napětí 18 kV, pracovní vzdálenost 10 cm, a environmetální podmínky: teplota 23 °C, vlhkost 43 %. Účinná látka nemění vzhled nanovláken, která zůstávají kruhového průřezu s příčným průměrem 460 ± 170 nm a průměrnou velikostí mezivlákenných pórů 1,15 µm. Modifikovaná vlákenná vrstva vykazuje zvýšenou smáčivost (kontaktní úhel = 23°) ve srovnání s čistou PVDF-HFP nanovlákennou vrstvou, pro kterou je kontaktní úhel roven 127°. Zvýšená hydrofilita vrstvy zaručuje výrazně větší permeabilitu během filtrace, vodní permeační tok modifikovaných vzorků je přibližně 6x větší než u nemodifikovaných, výsledky měření jsou zobrazeny na obrázku č. 1. Modifikovaná nanovlákenná vrstva vykazuje též schopnost odolávat tvorbě biofilmu, a to jak v případě E. coli, tak také S. aureus (viz obrázek č. 2), navíc v případě S. aureus významně zabraňuje růstu bakterií na povrchu. Z dalších měření je patrné, že účinná látka se uvolňuje do filtrátu jen minimálně.
Ekonomické parametry: Navrhované řešení filtrační membrány zaručuje zvýšenou permeabilitu během filtrace a odolnost vůči tvorbě biofilmu. Tím je prodloužena životnost funkčního produktu při vyšším výkonu. Nedochází k přímému prodeji vzorku.
Grant CEP: GA MŠMT(CZ) LTC19034
Institucionální podpora: RVO:67985874
Klíčová slova: poly(vinylidenfluorid) – co – hexaflouropropylen * monoacylglycerol * nanofibrous membrane * antibacterial activity * filtration properties
Obor OECD: Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0317915
