Reologie: Nová PVB/MAG nanovlákenná membrána

Vědci z Ústavu pro hydrodynamiku AV ČR ve spolupráci s Univerzitou Tomáše Bati ve Zlíně inkorporovali monoacylglyceroly (MAG) do polymerních nanovláken za účelem vytvoření membrány s antibakteriálními a antifoulingovými vlastnostmi. Výsledky výzkumu byly publikovány v prestižním časopise Materials. 

Biofouling (biologické zanášení) membrán, k němuž dochází v důsledku hromadění a růstu mikroorganismů na povrchu membrány, představuje vážnou překážku při aplikaci membránové technologie v procesech úpravy vody. Z důvodu eliminace tohoto jevu jsou povrchy membrán modifikovány prostřednictvím různých typů antimikrobiálních činidel. Monoacylglyceroly (MAG) jsou amfifilní organické sloučeniny, které jsou považovány za bezpečné, chemicky stálé, snadno biologicky rozložitelné látky schopné, v závislosti na délce uhlíkového řetězce, potlačovat růst mikroorganismů. Běžně se proto využívají v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu.  V rámci zmíněné studie byly MAG využity jako aktivní látky pro inkorporaci do polymerních nanovlákenných membrán na bázi polyvinyl butyralu (PVB). Byly testovány různé koncentrace MAG a sledován jejich vliv na viskozitu, vodivost a povrchové napětí polymerního roztoku, dále pak na smáčivost, termické a antibakteriální vlastnosti nanovlákenné membrány.

Z výsledků vyplývá, že MAG byl úspěšně začleněn do PVB membrán připravených pomocí elektrostatického zvlákňování. Viskozita, vodivost a povrchové napětí polymerních roztoků nebyly zásadně ovlivněny přítomností MAG. Na druhou stranu, modifikace prostřednictvím MAG měla vliv na průměr vláken, kdy hodnoty nejdříve klesaly a následně opět rostly se zvyšující se koncentrací. Celková smáčivost membrány lineárně klesala s rostoucí koncentrací aktivní látky. Bylo zjištěno, že MAG zabudovaný do nanovlákenných membrán významně inhiboval růst Gram pozitivní bakterie Staphylococcus aureus, zatímco menší aktivita byla pozorována vůči Gram negativní Escherichia coli. Významným zjištěním byla vysoká antifoulingová aktivita připravených PVB/MAG nanovlákenných membrán ve srovnání s čistými PVB nanovlákny. Z těchto důvodu může PVB/MAG nanovlákenná vrstva sloužit jako vysoce účinný mechanismus při filtračních procesech.

Zdroj: Peer, P., Sedlaříková, J., Janalíková, M., Kučerová, L., Pleva, P. (2020). Novel Polyvinyl Butyral/Monoacylglycerol Nanofibrous Membrane with Antifouling Activity. Materials 13(17), 3662.