一种晶须纤维材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种全新的晶须纤维材料及其制备方法，其特征在于：所述晶须纤维材料的形貌是枝柱状或片状，长径比≥10倍，主要成分是磷酸镁或磷酸氢镁盐含结晶水的化合物。该晶须纤维材料采用固+液浸泡混合法制备，对大肠杆菌、金葡萄菌及白色念珠菌有抗菌作用，可作为生物医学材料广泛应用。其具有制备方法简便，设备要求不高，成本低廉等特点。

Whisker fiber material and preparation and application thereof

The aim of the invention is to provide a new whisker fiber material and preparation method thereof, which is characterized in that: the morphology of the whisker fiber material branches is columnar or flake, long more than 10 times diameter ratio is the main component of compound phosphate magnesium or magnesium hydrogen phosphate salt containing water of crystallization. The whisker fiber material was prepared by solid liquid immersion method, and it can be used widely in the field of Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Candida albicans. The utility model has the advantages of simple preparation method, low equipment requirement, low cost, etc..

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶须纤维材料领域，特别提供一种新型晶须纤维材料及其制备方法。
技术介绍
伴随着现代高科技的迅猛发展，晶须纤维材料的需求日益扩大，制备晶须纤维材料的技术也在不断的更新与发展，新的晶须材料品种逐步扩大，晶须纤维材料的应用范围延伸到各个领域，从20世纪40—60年代，晶须纤维制备技术及理论研究开始，到70--80年代初步应用及规模化生产，再到21世纪初的高科技时代，晶须纤维产品已经开发了100多种，有金属、氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、无机盐等晶须纤维材料。它们被广泛应用于航空航天、汽车工业、化学工业、建筑工业、生物医学材料及特殊功能材料领域。尤其是近年，晶须材料在生物医学材料方面的应用，已经成为继纳米医用材料之后最新的研究热点。这完全取决于新晶须纤维材料的制备技术与方法。最新技术及方法的应用及新晶须纤维材料的出现，带给生物医学材料变革。创新技术使制备方法更加简便、制备成本更加低廉，已使晶须纤维材料在生物医学应用方面成为可能。如：纳米碳管纤维材料的发现，已在生物医学研究领域开展广泛的研究，是当今医学界最热的方向。从而，又一次带动晶须纤维材料在医学应用的浪潮。它可以和70—80年代SiC晶须纤维材料在航空航天领域应用媲美。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全新的晶须纤维材料及其制备方法，该晶须纤维材料采用固+液浸泡混合法制备，对大肠杆菌、金葡萄菌及白色念珠r>菌有抗菌作用，可作为生物医学材料广泛应用。本专利技术具体提供了一种晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材料的形貌是枝柱状或片状，长径比≥10倍，主要成分是磷酸镁或磷酸氢镁盐含结晶水的化合物。本专利技术所述晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材料的尺寸是：横向长500nm—5um、宽200nm—900nm，纵向长2um--50um。本专利技术所述晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材料所含主要化学元素简单(为P、Mg、O、H)，是人体所需要的微量元素成分，并含有微量Na、K、Cl。对所述晶须纤维进行了XRD结构分析，从XRD的曲线图分析得出晶须纤维的主要成分是Mg3(PO4)2XH2O、MgHPO4XH2O，其中X为1～30之间的自然数。该晶须在溶液中降解时，可调控溶液的pH值，水溶液中显碱性。本专利技术还提供了所述晶须纤维材料的制备方法，其特征在于：将纯金属镁(优选纯镁含量≥99.9％)浸泡在含有磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根盐之一种或多种以及氯离子盐的混合溶液中(该混合溶液应符合化学稳定性要求)，经腐蚀降解反应，最终制得晶须纤维材料。所述纯金属镁可通过轧制、挤压、拉拔等形式制备。本专利技术所述晶须纤维材料的制备方法，其特征在于：所述氯离子盐为NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、FeCl2、FeCl3、CuCl、CuCl2、ZnCl2之一种或多种，磷酸根盐为Na3PO4、K3PO4、Ca3(PO4)2之一种或多种，磷酸氢根盐为Na2HPO4、K2HPO4、CaHPO4之一种或多种，磷酸二氢根盐为NaH2PO4、KH2PO4、Ca(H2PO4)2之一种或多种。配制溶液时，氯盐和磷酸盐(包括磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根盐)的质量比为60—2:1，或要求溶液中氯离子和磷酸根离子(包括所有磷酸根离子、磷酸一氢根离子以及磷酸二氢根离子)的摩尔比为150—5:1，溶液中不可加入其它盐类。本专利技术所述晶须纤维材料的制备方法，其特征在于：制备晶须纤维时的环境温度在常温—80℃之间，制备时间为≥3小时。本专利技术所述晶须纤维材料对大肠杆菌、金葡萄菌、白色念珠菌有抗菌作用，可以作为生物医学材料广泛应用。本专利技术提供了一种全新的晶须纤维材料，该材料具有符合生物医学材料所需的形貌特征，且其具有制备方法简便，设备要求不高，成本低廉等特点，可作为生物医学材料广泛应用。附图说明图1实施例1所述晶须纤维的形貌、尺寸图。图2实施例1所述晶须纤维能谱图。图3实施例2所述晶须纤维的形貌、尺寸图。图4实施例2所述晶须的热重曲线。图5实施例2所述晶须纤维的能谱图。图6实施例2所述晶须纤维的XRD图。图7实施例3所述晶须纤维的形貌、尺寸图。图8实施例3所述晶须的热重曲线。图9实施例3所述晶须纤维的能谱图。图10实施例3所述晶须纤维的XRD图。图11实施例4晶须纤维材料抗大肠杆菌实验结果图。图12实施例5晶须纤维材料抗金葡萄菌实验结果图。图13实施例6晶须纤维材料抗白色念珠菌实验结果图。图14不同重量(mg)晶须纤维在三种菌液中pH值变化。具体实施方式实施例1直接选取镁含量≥99.9％的纯镁轧制材料，用线切割加工成直径为10mm*20mm的棒材若干根，经过砂纸打磨，去掉切割时的氧化层，将其放入玻璃瓶中，再放入一定量的无水乙醇将其浸没。然后进行超声波清洗，时间每次在15分钟左右，直到清洗干净为止。取出吹干后，放入洁净瓶中备用。配制溶液化学成分：2克Na3PO4、0.3克KCl、0.25KH2PO4、10克NaCl，加蒸馏水500mL，制得腐蚀降解溶液500mL，装入洁净瓶中备用。将准备好的5根纯镁棒分别放入5个容积为50mL洁净的试管中，再用移液管吸取已配制好的溶液35mL，分别滴入到装有镁棒的试管中，将此试管放入温度可控的恒温箱中，设定反应温度为50℃后，等待腐蚀降解产物的生成。从腐蚀降解时间观察，3小时以后，溶液中有白色悬浮的腐蚀降解产物生成。持续观察腐蚀降解情况24h后，将溶液中的全部白色悬浮产物用吸管吸出到一个洁净的瓶中，再用蒸馏水稀释洗涤5～8次。最后一次剩下含水分较少的白色悬浮产物，再用无水乙醇稀释洗涤3次以上，将水分带出，直到瓶内仅剩下白色产物为止。将瓶放入到恒温箱中，温度控制在60～80℃，时间24小时以上，将白色产物中的无水乙醇脱去，最终在瓶内得到白色絮状的粉，经过扫描电镜、能谱、XRD、热重分析检验，分析结果发现是一种新的晶须纤维，其形貌特征为枝柱状或片状，尺寸大小：横向长500nm—5um、宽200nm—900nm，纵向长2um--50um，长径比≥10倍。能谱分析主要元素含量为P、Mg、O及微量Na、K、Cl元素。XRD曲线分析该产物是以磷酸镁盐为主的晶须纤维结构。经热重曲线数据分析，其磷酸镁盐为含有XH2O的化合物。从上述数据推得该产物是以Mg3(PO4)2XH2O、MgHPO4XH2O为主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材料的形貌是枝柱状或片状，长径比≥10倍，主要成分是磷酸镁或磷酸氢镁盐含结晶水的化合物。

【技术特征摘要】
1.一种晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材料的形貌是枝柱
状或片状，长径比≥10倍，主要成分是磷酸镁或磷酸氢镁盐含结晶水的化
合物。
2.按照权利要求1所述晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材
料的尺寸是：横向长500nm—5um、宽200nm—900nm，纵向长2um--50um。
3.按照权利要求1所述晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维材
料的主要元素成分是P、Mg、O、H，并含有微量Na、K、Cl。
4.按照权利要求1所述晶须纤维材料，其特征在于：所述晶须纤维的
主要成分是Mg3(PO4)2XH2O、MgHPO4XH2O，其中X为1～30之间的自然
数。
5.一种按照权利要求1所述晶须纤维材料的制备方法，其特征在于：
将纯金属镁浸泡在含有磷酸根、磷酸氢根、磷酸二氢根盐之一种或多种以
及氯离子盐的混合溶液中，经腐蚀降解反应，最终制得晶须纤维材料。
6.按照权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖克沈，任伊宾，杨柯，赵岩，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21