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香港理工大学晋江技术创新研究院纺织服饰科技研究所赵志强论文《Sulfobetain‑modified carboxymethyl chitosan for the construction of antibacterial adhesion interfaces on cotton fabric》在国际知名研究期刊《Cellulose》上发表。
《Cellulose》是一份聚焦于传播纤维素及相关天然聚合物领域的国际权威期刊，发表该方向基础理论与应用技术前沿成果。该期刊关注纤维素及相关材料的纯科学与应用科学，同时也关注相关新技术的发展。包括纤维素及其来源（木材及其他生物质资源及其衍生物）的化学、生物化学、物理和材料科学。涵盖范围还包括将聚合物和资源转化为制成品，如纸浆、造纸、纺织品，以及制成的天然纤维，以及加工材料的化学成分。
▲论文上线截图
后疫情时代，消费者对纺织品的卫生安全要求持续升级。棉纤维因亲肤透气、吸湿舒适，广泛应用于医用敷料、运动服饰与日常衣物，但其多孔结构与亲水表面极易吸附汗液、皮脂等生物分子，成为细菌定植繁殖的温床，不仅产生异味、降解纤维，更可能引发皮肤感染甚至交叉污染。
传统抗菌整理（如银系纳米材料、季铵盐类）多以「杀菌」为核心，却无法阻止细菌在面料表面的初始黏附。微生物一旦在材料表面定植并形成生物膜，便会物理遮蔽抗菌活性位点，使杀菌效率呈指数级下降，同时还存在耐药性风险与生态负荷问题。
因此，从「被动杀菌」转向「主动防黏附」，构建兼具抑菌与抗细菌黏附的双功能面料，已成为纺织功能整理领域的重要发展方向。
核心创新亮点：
分子设计创新：单分子实现「杀菌 + 抗黏附」双功能协同
本研究突破传统物理共混或分步改性的思路，通过自由基接枝聚合，将两性离子磺酸甜菜碱（SPB）共价接枝到羧甲基壳聚糖（CMC）分子主链上，合成新型共聚物SPCM。
CMC主链提供广谱阳离子杀菌能力与良好生物相容性； 侧链SPB两性离子基团构建致密水化屏障，实现物理抗黏附； 共价键合结构避免了小分子迁移流失，耐久性显著优于共混体系。
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作用机理深度解析
抗细菌黏附机理：水化屏障 + 电荷中和双重作 SPB 是典型的两性离子化合物，分子内同时含有季铵阳离子与磺酸根阴离子，可通过静电自组装在材料表面形成双电层结构。 物理水化阻隔：两性离子基团通过强氢键作用结合大量水分子，在面料表面形成一层致密、稳定的水化层，如同「水膜防护罩」，物理阻止细菌与纤维表面的直接接触，抑制初始黏附。 静电吸引力削弱：细菌表面通常带负电荷，SPB 的两性结构可中和界面电荷，降低细菌与面料间的静电吸附作用，进一步减少黏附。 协同杀菌机理：阳离子主链 + 季铵侧链双重攻击 CMC 分子链上的阳离子基团可与细菌细胞膜表面的负电荷组分相互作用，破坏细胞膜完整性，导致胞内物质泄漏。 接枝引入的 SPB 季铵基团进一步增强了正电荷密度，提升对细菌细胞膜的吸附与破坏能力； 二者协同作用，使 SPCM 抑菌活性显著高于单一 CMC 或 SPB。
应用前景与产业价值
医用防护与卫生纺织品：可用于医用纱布、伤口敷料、医护工作服、病号服等，通过抗黏附减少细菌定植，降低院内交叉感染风险；同时材料源自天然多糖改性，生物相容性好，对皮肤刺激性低，适合长期接触创面与敏感肌肤。 运动与健康服饰：运动过程中人体大量出汗，是细菌滋生的高发场景。SPCM 整理面料既能抑制细菌繁殖减少异味，又能阻止细菌黏附形成生物膜，长效保持面料卫生，适用于专业运动服、健身衣、内衣袜品等。 食品接触与包装材料：基于其抗细菌黏附与抑菌特性，可拓展至食品包装用棉织物、餐用纺织品等领域，抑制食品接触面的微生物污染，延长食品保鲜期，替代部分化学杀菌剂，更符合绿色食品包装趋势。 日常家纺与公共用纺织品：酒店床品、公共座椅面料、校服等高频接触纺织品，易成为细菌传播媒介。SPCM 双功能整理可长效维持卫生状态，减少清洗频次与化学消毒剂使用，符合可持续发展理念。 该研究设计磺酸甜菜碱改性羧甲基壳聚糖双功能高分子材料，创新构建兼具抗细菌黏附与长效杀菌的棉织物界面，跳出传统纺织抗菌仅依靠被动杀菌的固有思路，从分子层面破解生物膜滋生、细菌耐药、助剂易流失等行业痛点。原料取自天然生物质多糖，生物安全、适配多类卫生纺织品加工，为医用、运动、家纺等绿色抗菌面料开发提供全新分子改性方案，充分彰显香港理工大学晋江技术创新研究院在生物质功能纺织材料领域的前沿科研能力。 文章链接：https://doi.org/10.1007/s10570-026-07099-9
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