DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127602

由细菌和病毒传播引起的新发传染病是全球经济发展和公共卫生的重大负担。目前，大多数个人防护用品的抗菌和抗病毒性能较弱。本文报道的PAN/PTHP纳米纤维为个人防护装备的开发提供了一种新的方法。在这项研究中，通过静电纺丝工艺将PTHP和PAN的混合物制备成具有高效、持久抗菌效果（>99.999%）的PAN/PTHP纳米纤维。活/死染色和细胞增殖实验表明所制备的PAN/PTHP纳米纤维具有良好的细胞相容性。此外，PAN/PTHP纳米纤维对慢病毒显示出明显的破坏作用。基于这些特性，将PAN/PTHP纳米纤维用作口罩的充气式杀菌层，对空气中的微粒具有极好的拦截效果。该类材料的成功合成为新型防护用品的开发提供了新的见解。

图1.（a,b）纳米纤维的SEM图像。（c）纳米纤维的直径分布。

图2.纳米纤维的性能评估。（a）纳米纤维和PTHP的FT-IR光谱。（b）纳米纤维的应力-应变关系。（c）纳米纤维和PTHP的结晶度变化。（d）纳米纤维和PTHP的热稳定性。（插图显示PAN-60%PTHP纳米纤维的拉伸）

图3.纳米纤维的抗菌效果评估。（a,b）纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌动力学。（c）细菌在纳米纤维周围生长3天（其中a-d是PAN、PAN-55%PTHP、PAN-60%PTHP和PAN-65%PTHP纳米纤维）。（d,e）纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径。（f）在PAN-55%PTHP纳米纤维上培养的细菌的SEM显微照片。（g）纳米纤维抗菌机理示意图。

图4.（a）用不同纳米纤维培养1、2和3天的3T3细胞活/死检测的荧光图像。（比例尺：200μm）（b）细胞增殖试验。（c）3T3和Hela细胞的细胞活性。

图5.（a）慢病毒的TEM图像。（b）感染细胞的倒置荧光显微镜明场和荧光场图像。（比例尺：200μm）（c）病毒感染率统计。

图6.PAN/PTHP纳米纤维的生物保护性能。（a）细菌在口罩中分散，（b,c）口罩上的三个选定测试区域，（c）金黄色葡萄球菌的培养，（d）新型口罩展示，（e,f）普通口罩（对照组）和新型口罩（实验组）的过滤效率和压降。