[发明专利]一种超薄抗菌水凝胶薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水凝胶薄膜的制备，具体涉及一种超薄抗菌水凝胶薄膜的制备方法。

背景技术

传统水凝胶是具有宏观三维网络结构的、以化学键或物理交联作用形成的具有高吸水性和溶胀性的胶体。它既有液体的运动性和流动性又有固体的稳定性。因具有良好的生物相容性和多重的刺激响应性，水凝胶在酶固定、传感器、药物控释、组织工程、水资源处理等领域都得到了广泛的应用。而将凝胶制备成纳米级厚度的超薄膜，则在材料表面的功能化等方面有着独到的创新价值和更加深远的意义。

在光学、生物、防腐等领域，控制表面性质是制造具有特殊功能的新材料的关键。而能将表面功能层制备到纳米尺度，既具有重要意义，又具有挑战性。常见的膜材料主要通过熔融成膜和溶液成膜等方式制备，但都很难对纳米尺度的膜厚进行调控。近些年来，伴随着层层自组装技术的出现和发展，利用静电相互作用，科研工作者在各种基底上组装出多种纳米级厚度的薄膜。根据所用组分不同，所形成的薄膜的性质也多种多样。

相比于传统方法，利用层层自组装技术制备薄膜具有以下优势：

一、膜厚可以精确调节，可以根据需要，通过改变组装的层数来控制膜的厚度；

二、能够制备出纳米尺度的薄膜，甚至是双分子层薄膜；

三、膜的形成可以不受基底表面的几何形状限制，无论表面是否平整，都可以在表面形成比较均匀的薄膜；

四、操作简单，成本低廉。

传统的层层自组装技术，是利用静电相互作用，使带相反电荷的两种高分子组分组装起来。而为了克服静电组装膜在苛刻条件下容易发生破坏的缺点同时扩展其应用范围，层层自组装技术已经得到了更深远地发展。组装的驱动力已经从静电作用扩展到了氢键、DNA杂交、主客体作用、金属配位作用以及连续化学反应等等。

“点击化学”是指少数近乎完美的反应，通过有效的、模块化的途径合成多样化的化合物，加速和优化反应过程。它能在比较温和的条件下进行高效甚至是完全的反应；它具有高的选择性，反应副产物很少。因此在高分子合成领域得到了相当的重视和应用。“点击化学”中的一类重要反应—“巯/烯”反应更是具有无需催化剂，在生理状态下即可快速高效发生反应的强大优势。因此我们将“点击化学”与层层自组装技术有机地结合起来，是制备超薄水凝胶膜的一种创新的方法。

细菌是危害公共健康的一大杀手，如何有效地控制以及防止它的滋生与蔓延是当今社会面临的一大挑战。而且随着人们对生活质量要求的不断提高，抗菌产品被认为是具有广阔发展前景的新型健康产品之一。研究新型抗菌材料对公共卫生事业具有重大意义。所谓“抗菌”，是指采用化学或物理方法杀灭细菌或妨碍细菌生长繁殖及其活性的过程，是杀菌和抑菌的统称。抗菌材料一般可分为无机抗菌剂、有机小分子抗菌剂、天然分子抗菌剂以及高分子抗菌剂等，其中高分子抗菌材料因具有不会渗入人体皮肤、刺激性小、作用时效长等优点，备受研究者的关注。按照抗菌基团的不同，目前得到广泛研究的高分子抗菌材料主要有季铵盐类、有机锡类、卤代胺类、胍盐类、壳聚糖类及其衍生物等。其中以高分子季铵盐类抗菌材料研究得较为广泛。公开号为CN102677453A的中国专利文献公开了一种负载有机季铵盐和纳米二氧化钛复合抗菌剂的棉织物制备方法，将干净的棉织物浸入整理液，浴比为1:30～1:100，搅拌沥干，80℃下预烘10min～60min，105℃～120℃焙烘10min～60min，冷却；将浸过整理液的棉织物放入质量比为棉织物10倍的蒸馏水洗涤3次，每次持续时间5min，然后在105℃下烘干，冷却，得到抗菌棉织物；公开号为CN102040670A的中国专利文献公开了一种羧甲基壳聚糖季铵盐的制备及其在天然化妆品抗菌剂中的应用，将羧甲基壳聚糖在有机醇进行碱化，然后再加入季铵化试剂，反应得到铵化度为0.69～1.05、粘均分子量为(0.92～2.36)×104g/mol、羧甲基取代度为0.26～0.72的羧甲基壳聚糖季铵盐。