[发明专利]一种生物基抗菌抗病毒纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种生物基抗菌抗病毒纳米材料及其制备方法与应用，属于纳米材料技术领域。在制备该材料的过程中，以纤维素纳米晶为载体，通过聚多巴胺的粘附作用，将金属离子负载于纤维素纳米晶上形成复合材料，该复合材料不仅具有良好的生物相容性、环保性及可降解性，而且具有优异的抑菌抗病毒作用。将该复合材料用于农业病害防治中，可以为农药减量增效，实现农业病害绿色防控提供新的策略。该复合材料制备方法简单易操作，适合扩大化生产。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种生物基抗菌抗病毒纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

纳米材料在工业抗菌和医学抑菌抗病毒方面的研究已经非常深入，但是在农业病害防治领域的研究方兴未艾。纳米材料通常具有良好的生物活性和可持续性，有较好的农业应用前景，特别是农药、杀菌剂和微量营养素领域。纤维素纳米晶(CNC)是除去天然纤维中非晶区，保留晶区而得的纤维素纳米材料。CNC作为一种棒状纳米粒子，其长度约为100-500nm，宽度约为5-15nm，具有独特的纳米尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，常常显示比常规的纳米材料具有更优越的物理化性能。此外，CNC还具有环境友好、可降解、可利用资源丰富和运用领域与范围广等特点，是一种潜力巨大的纳米载体。

烟草、辣椒、柑橘、番茄等重要的经济农作物易受到烟草疫霉和烟草病毒病等病原菌和病毒的侵染，一旦被该病毒侵染的农作物会出现大范围的死亡，严重影响了烟叶、辣椒等重要经济农作物的产量和品质，造成巨大的经济损失。目前，预防该类的病原菌和病毒病的主要方式为依靠化学农药，例如土菌灵、甲霜灵、精甲霜灵和三乙膦酸铝等。然而，这些化学药剂的长期使用不仅会造成病原体耐受性提高，防治效果降低，而且随着剂量的加大会造成严重的环境污染。以此，急需一种抑菌抗病毒效果好，且绿色环保的材料，为农药减量增效，实现农业病害绿色防控提供新的策略。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种生物基抗菌抗病毒纳米材料的制备方法；目的之二在于提供一种生物基抗菌抗病毒纳米材料；目的之三在于提供该生物基抗菌抗病毒纳米材料在农业病害防治中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种生物基抗菌抗病毒纳米材料的制备方法，所述方法如下：

(1)向多巴胺溶液中加入可溶性金属盐，保护气氛下，搅拌反应，获得多巴胺-金属离子络合溶液；

(2)将纤维素纳米晶分散于Tris溶液中，然后加入步骤(1)中获得的多巴胺-金属离子络合溶液，获得混合溶液，调节所述混合溶液的pH值至8.5-9.0后搅拌反应，待所述反应结束后取固相，将所述固相经洗涤、透析、冷冻干燥后，制得生物基抗菌抗病毒纳米材料。

优选的，所述方法如下：

(1)向浓度为5-30mmol/L的多巴胺溶液中加入可溶性金属盐至金属离子终浓度为2.0-4.0mmol/L，保护气氛下，搅拌反应0.5-1h，获得多巴胺-金属离子络合溶液；

(2)将纤维素纳米晶分散于浓度为10-55mmol/L的Tris溶液中，然后加入步骤(1)中获得的多巴胺-金属离子络合溶液，获得混合溶液，调节所述混合溶液的pH值至8.5-9.0后搅拌反应12-48h，最后取固相，将所述固相经洗涤、透析、冷冻干燥后，制得生物基抗菌抗病毒纳米材料；所述混合溶液中纤维素纳米晶的浓度为0.001-0.01g/mL，多巴胺的浓度为0.5-3.0mmol/L，金属离子的浓度为0.2-0.4mmol/L。

优选的，步骤(1)中，所述可溶性金属盐为但不限于锌盐、锰盐、镁盐或银盐中的一种。

优选的，所述可溶性金属盐为醋酸锌、氯化锰、氯化镁或硝酸银中的一种。

优选的，步骤(1)中，所述保护气氛为氮气、氦气或二氧化碳中的一种。