USDAの研究者が天然の洗える抗菌クリーニングワイプを開発 : USDA ARS

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ニューオーリンズ、2023 年 4 月 11 日 — ほとんどの抗菌ワイプは、主にポリエステルやポリプロピレンなどの合成繊維でできており、一度の使用後に廃棄され、最終的に埋め立て地に送られ、そこで何百年も滞留し、マイクロプラスチック繊維による環境汚染の原因となる可能性があります。 しかし、米国農務省 (USDA) 農業研究局 (ARS) の研究者らは最近、硬くて非多孔質の表面の掃除に少なくとも 30 回使用できる、持続可能な洗濯機で洗える抗菌ワイプを開発しました。

個人の健康保護に対する意識の高まりにより、抗菌ワイプの使用が著しく増加しています。 抗菌ワイプ市場展望レポートによると、世界の抗菌ワイプ市場は 2030 年までに 216 億ドルに達すると推定されています。

ARS の研究者は、銀前駆体の存在下で繊維内に銀ナノ粒子を自然に生成する生の綿繊維を使用して、抗菌ワイプを開発しました。 これらの埋め込まれた銀ナノ粒子は、抗菌剤として機能し、有害な細菌を殺す銀イオンを放出します。

左から右へ: ARS 研究者のソンヒョン・ナム氏、マシュー・ヒリヤー氏、パブロ・サラメ氏は、ニューオーリンズの ARS サザン地域研究センターの不織布パイロットプラントで、ニードルパンチングプロセスを使用して洗える抗菌綿ワイプを製造しています。 (写真提供：クリスタ・マディソン)

「銀ナノ粒子は、臭気抑制、抗感染性の繊維製品やその他の個人用健康製品の製造に使用される一般的な抗菌剤の 1 つです」と、ニューオーリンズにある ARS 綿化学利用研究ユニットの研究エンジニア、ソンヒョン・ナム氏は述べています。

ナム氏によると、抗菌布を水道水で濡らし、表面を拭くことで表面を掃除できるようになるという。 研究の結果、科学者らはワイプが表面上の有害な細菌である黄色ブドウ球菌と緑膿菌を 99.9% 死滅させることを発見しました。

この研究の背後にあるテクノロジーは、いくつかの側面で有利です。 大量の化学物質とエネルギーを消費する従来の綿花繊維の前処理（精練や漂白など）が省略されます。 銀前駆体以外に化学薬品を必要としません。

処理された綿花繊維の断面の透過型電子顕微鏡画像: 銀ナノ粒子が生成され、綿花繊維の一次細胞壁に埋め込まれています。 (写真提供：ナム・ソンヒョン)

また、綿繊維自体が抗菌剤のキャリアとして機能するのではなく、抗菌剤に変化するため、再利用可能になります。 抗菌ワイプは、従来の石油ベースの合成繊維ではなく、天然の綿繊維から作られています。

ワイプを再利用するには、洗濯機で洗うだけです。

「洗濯機で30回洗った後でも、おしりふきは依然として病原菌を効果的に死滅させることができた」とナム氏は語った。 「おしりふきは、濡れたり洗ったりするたびに抗菌表面を再生します。これは、埋め込まれたナノ粒子が銀イオンの貯蔵庫として機能するためです。」

Nam 氏は、埋め込み技術のもう 1 つの重要な利点は、ナノ粒子の浸出に関連する環境への悪影響を最小限に抑えることであると述べました。

左から右へ: ARS 研究者のマシュー・ヒリヤー氏、ダグ・ヒンチリフ氏、パブロ・サラメ氏、ソンヒョン・ナム氏は、ニューオーリンズの ARS サザン地域研究センターの不織布パイロットプラントで、水流交絡プロセスを使用して洗える抗菌綿ワイプを製造しています。 (写真提供：クリスタ・マディソン)

「これらのワイプは、使用期間全体にわたって綿繊維の内部に埋め込まれたナノ粒子から低レベルの銀イオンを徐々に放出し、ナノ粒子を枯渇させるように設計されています」とナム氏は述べた。

ナム氏らは、再利用可能で洗濯可能な抗菌ワイプを開発することで、使い捨ての抗菌ワイプの廃棄による環境廃棄物を削減する持続可能な代替品を見つけることを目指しています。

この研究と抗菌ワイプの背後にある技術の詳細は、雑誌「Molecules」に掲載されています。

農業研究局は、米国農務省の主任科学社内研究機関です。 ARS は毎日、アメリカに影響を及ぼす農業問題の解決策に焦点を当てています。 米国の農業研究に 1 ドル投資すると、20 ドルの経済効果が得られます。