1、第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology静电纺 AgNPs复合纳米纤维的研究进展杨海贞 周泽林 马闯 魏肃桀（中原工学院，河南郑州，450007）摘要：总结了静电纺丝制备银纳米粒子（AgNPs）复合纳米纤维在抗菌、伤口敷料、过滤材料、催化、传感器、光电材料、拉曼增强领域的研究现状和应用进展，分析了掺杂 AgNPs复合纳米纤维的性能及其制备过程中存在的问题。发现通过将 AgNPs负载到稳定的载体上，可以获得高性能的复合材料，有利于回收与循环使用，并可以发挥 AgNPs与载体之间的协同作用，以产生新的性能。认为 AgNPs的粒度、分布和暴露程度
2、的差异将对其应用产生影响，可以通过与其他材料复合来丰富 AgNPs的性能，拓展其应用范围。关键词：静电纺丝；银纳米粒子；复合纳米纤维；过滤材料；抗菌；催化；光电材料中图分类号：TS199 文献标志码：A 文章编号：1000-7415（2023）08-0077-08Research progress of electrospinning AgNPs composite nanofiberYANG Haizhen ZHOU Zelin MA Chuang WEI Sujie（Zhongyuan University of Technology，Zhengzhou，450007，China）Abst
3、ract The research status and application progress of silver nanoparticles（AgNPs）composite nanofibers prepared by electrospinning in the fields of antibacterial，wound dressing，filtration material，catalysis，sensor，photoelectric material and Raman enhancement were summarized.The properties of doped AgN
4、Ps composite nanofibers and the problems existed in the preparation process were analyzed.It was found that by loading AgNPs onto stable carrier，high performance composite materials could be obtained，which was conducive to recovery and recycling.The synergistic effect between AgNPs and the carrier c
5、ould be used to produce new performance.It is considered that the differences in the particle size，distribution and exposure of AgNPs will affect its application，the properties of AgNPs can be enriched by composite with other materials to expand its application range.Key Words electrospinning，silver
6、 nanoparticle，composite nanofiber，filter material，antibacterial，catalysis，photoelectric material银纳米粒子（AgNPs），又称纳米银，是指粒径达到纳米级的金属银单质。近年来，AgNPs由于其独特的生物、化学、物理特性在生物医学领域引起广泛关注。AgNPs可以通过物理、化学和生物等合成方法获得。其中，生物合成法具有生物兼容性好、绿色环保等特点，是近年来 AgNPs 绿色合成的研究热点1。但由于纳米效应的存在，纳米颗粒之间容易相互吸附和团聚，从而影响实际使用效果。通过骨架来分散 AgNPs，制备稳定的
7、AgNPs 复合材料是克服团聚和提高实际使用效果的有效方法2。静电纺丝是一种高效、连续制备微米及纳米级纤维的技术。通过静电纺丝法制备的纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率、低密度和形貌可控等优点，使其在生物医学、环境工程与纺织领域具有很高的应用价值3。此外，静电纺丝可以在纤维制备过程中调整和优化纤维的内部结构，还可以排列、堆垛、折叠和组装纳米纤维以形成有序或分层结构。通过静电纺丝制备的 AgNPs纳米纤维，可以有效改善纳米纤维基体中 AgNPs 团聚现象4。本文综述了近年来国内外通过静电纺丝法制备掺杂 AgNPs纳米纤维的应用现状，并对其未来的发展进行了展望。OSID码基金项目：河南省科技攻关项目
8、(222102230065);中原工学院青年人才创新能力基金项目(K2020QN003);国家级大学生创新创业训练计划项目(202210465036);河南省大学生创新创业训练计划项目（202310465017）作者简介：杨海贞（1989），女，讲师，收稿日期：2023-02-11】【77第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology1 AgNPs复合纳米纤维的应用由于 AgNPs具有催化、抗菌和导电性能。因此，AgNPs复合材料广泛应用于传感器、催化、过滤、生物医学、光电子器件、拉曼增强等5。1.1抗菌领域AgNPs 表面被氧化可以释放出游离的
9、 Ag+。然而，由于纳米颗粒的特性，AgNPs 释放的 Ag+的速率高于块状银，且颗粒非常小，可以破坏细胞膜。KIZILDAG N 等6通过静电纺丝得到 PAN/多壁碳纳米管（fMWCNTs）/AgNPs复合纳米纤维膜，并研究了不同比例的材料对纳米纤维膜性能的影响。该复合纳米纤维膜的极限拉伸强度和伸长率基本不变，导电性和抗微生物性能增强。由 1%的 fMWCNTs 和 1%的 AgNO3所制备的PAN 复合纳米纤维膜具有最好的抗菌作用。与纯 PAN 纳米纤维相比，这种复合纳米纤维膜表现出更好的结晶度，可用作防静电和抗菌领域。WEI Y 等7在聚多巴胺（PDA）薄层辅助下，通过静 电 纺 丝 得
10、 到 聚 丙 烯 腈/铟 锡 氧 化 物（PAN/ITO）纳米纤维，并在纤维表面掺杂了 AgNPsZnO 纳米棒。由于 AgNPsZnOPAN/ITO 纳米纤维的大表面积，分层结构有利于大量 AgNPs的附着，而沉积的 PDA 薄层通过将 AgNPs 锚定在其表面，有助于提高结构稳定性。分级纳米结构集成了 ZnO 和银的抗菌功能，使其成为制备运动服和装备的候选材料。VATANSEVER H 等8通过静电纺丝得到 AgNPs/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）纳米纤维。与PVP 纤维比，该纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有更好的抑制作用。HONG S M 等9以六亚甲基二异氰酸酯和异山梨醇/聚碳酸酯二
11、醇为原料，通过静电纺丝制备了含 AgNPs的聚碳酸酯 二 醇/异 山 梨 醇 基 聚 氨 酯 纳 米 纤 维。在7.28 MPa23.1 MPa 的极限张力下，该纳米纤维的断裂应变从 355%增加到 950%。此外，该纳米纤维对金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌性。SANTOS F G 等10通过静电纺丝将聚己内酯（PCL）和聚 （2二甲氨基）甲基丙烯酸乙酯（PDMAEMA）共混制备了PCL/PDMAEMA 纳米纤维网。AgNPs 的存在提高了纳米纤维网的抗菌性能，使其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌具有较强的抗菌 性。此 外，与 纯 PCL/PDMAEMA 纤 维
12、 网 相比，加入了 AgNPs纤维网对非洲绿猴肾细胞的细胞毒性更低。HE M 等11通过掺入 AgNPs 制备了抗菌羽毛 角 蛋 白（FK）/聚 乙 烯 醇（PVA）/PEO 纳 米 纤维。随着 AgNPs 含量的增加，FK/PVA/PEO 纤维的平均直径逐渐减小。通过包埋 AgNPs 增强了 FK/PVA/PEO 纤维的结晶度、热稳定性和抗菌活性。NTHUNYA L N 等12通过原位静电纺丝法制备了载 Ag 和 Ag/Fe纳米粒子的 环糊精（CD）/CA 纳米纤维。然后在惰性气氛下和水蒸气下对含有 Ag+/Fe3+的纳米纤维进行 UV 光化学还原，以将离子还原到零价状态。还原后 CD/CA
13、 纳 米 纤 维 的 平 均 直 径 为（382.1230.09）nm，Ag和Ag/Fe纳米粒子的直径分别为（38.818.21）nm 和（56.2912.64）nm。这 种纤维上的 Ag和 Ag/Fe纳米粒子对所有菌株都表现出良好的杀菌作用。JATOI A W 等13通过静电纺醋酸纤维素（CA）纳米纤维的脱乙酰反应制备纤维素纳米纤维（CN），以盐酸多巴胺为还原剂，在纤维素纳米纤维上合成 AgNPs。相对细胞活力测试表明，CN/AgNPs样品对测试菌株具有良好的杀菌能力。因此，通过环境友好的工艺制备的 CN/AgNPs 是一种很有前途的纳米生物复合材料。AgNPs作为一种性能优异的无机抗菌剂，
14、广泛应用于抗菌药物中。目前，Ag离子的抗菌机理主要有两种解释，一种是 Ag 离子的抗菌能力来自 Ag 离子与细菌的直接接触。另外一种是 Ag离子与酶和细菌蛋白质相互作用。无论机理如何，都有必要增加 Ag 的比表面积以增强复合材料的抗菌效果。由于具有高比表面积、高孔隙率的静电纺丝纳米纤维是 AgNPs 的理想载体。因此，具有良好生物相容性的静电纺丝聚合物材料可用于生物医学领域。1.2伤口敷料伤口愈合是一个复杂的病理生理过程，在日常病理学中经常发生，并且在创伤治疗过程中仍然是一个挑战。LI Z W 等14通过静电纺丝技术制备了 AgNPs/PVA/壳聚糖（CS）纳米纤维，该纳米纤维促进了纤维细胞增
15、殖、胶原合成和细胞黏附，用该纳米纤维处理成纤维细胞可刺激细胞周期从 G1期进展到 S 期和 G2 期，减少 G0/G1期细胞的比例，并诱导 S期和 G2/M 期阻滞，可用于】【78第 51 卷 第 8 期2023 年 8 月Cotton Textile Technology加速伤口愈合。AADIL K R 等15通过静电纺丝法制备了负载 AgNPs 的 PVA/相思木质素纳米纤维垫。使用从相思木中提取的碱木质素作为还原剂，原位合成 AgNPs，发现该纳米纤维对环状芽 孢 杆 菌 和 大 肠 杆 菌 具 有 较 好 的 抑 制 作 用。SOFI H S 等16通过静电纺丝得到由 PU 包封薰衣草
16、油和 AgNPs 的复合纳米纤维，随着 AgNPs含量的增加，纳米纤维的直径减小；而随着薰衣草油浓度的增加，纤维直径增加。此外，这种纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌性，分别产生了（16.20.8）mm和（5.90.5）mm的抑制区。THOMAS R 等17通过静电纺丝得到掺杂 AgNPs 的 PCL 纳米纤维膜，加入 AgNPs 的PCL 纳米纤维膜由疏水性变为亲水性，力学性能也有所提高。此外，这种纤维膜对凝固酶阴性表皮葡萄球菌和溶血葡萄球菌具有显著的抗菌性。细菌感染和敷料造成的损伤是延长皮肤损伤治 疗 愈 合 过 程 的 两 个 令 人 担 忧 的 问 题。THANH N T 等18通过静电纺丝制备了 PCL 纳米纤维支架，然后用吸附在明胶上的 AgNPs涂覆PCL 支架。随着涂覆次数的增加，纤维上明胶/AgNPs 层的厚度增加，抗菌性也提高，可以防止移除伤口敷料造成的损伤。KOHSARI I 等19通过静电纺丝得到 AgNPs/CS/聚环氧乙烷（PEO）纳米纤维。该纳米纤维的平均直径为 200 nm，可以 杀 灭 金 黄 色 葡 萄 球 菌 和 大 肠 杆 菌。与
