近日，马里兰大学研究团队公布了一种简单经济高效的、通过在分子水平上将铜离子掺入棉纺织品中来有效地制备抗病毒和抗菌纺织品的方法。研究人员首先通过将棉织物浸入到蓝色的Cu(II)饱和NaOH水溶液中，直到织物不再出现颜色变化后将其取出，并用去离子水洗涤以去除残留的NaOH和过量的Cu(II)离子，经干燥后制备了铜离子抗菌棉织物（Cu-IT）。制备过程的参数控制包括NaOH浓度和浸泡时间，研究发现，10%的NaOH溶液有利于促进Cu(II)配位。
研究人员还对Cu-IT的耐洗涤性能进行了测试，根据ISO 6330-2012《纺织品 试验时采用的家庭洗涤剂及干燥程序》对Cu-IT样品进行洗涤和干燥，没有观察到明显的颜色变化，进一步评估洗涤后样品的抗病毒和抗菌性能，发现其在反复洗涤后通常不会衰减，只有对鼠伤寒沙门氏菌的抑菌率在第一次洗涤后出现降低。
机械性能方面，Cu-IT的拉伸强度为26.79MPa，比未改性的棉纺织品（21.75MPa）高约23%。此外，Cu-IT的断裂特性与未改性纺织品不同，Cu-IT的断裂区域致密，呈颗粒状断裂，而未改性纺织品的断裂区域松散，呈纤维状断裂。这些结果表明，微纤维内的铜配位提高了Cu-IT的机械性能，并突出了铜离子在稳定纤维素二级结构中的关键作用。
制造Cu-IT的三步工艺可以使用卷对卷的生产方法进行扩展，其中包括制备Cu(II)饱和NaOH溶液，通过简单浸泡使Cu(II)离子与纤维素分子配位，最后洗涤和干燥。此外，NaOH溶液可以回收利用，金属铜是唯一消耗的原料，因此该工艺具有成本效益和可持续性。Cu-IT的固有颜色还可以减轻染色过程中的环境影响。
这种高度可扩展、低成本且环保的制造工艺赋予了Cu-IT巨大的实际应用潜力，在家用产品、公共设施和医疗环境等领域应用广泛。相关研究成果以“Highly stable, antiviral, antibacterial cotton textiles via molecular engineering”为题，发表在《Nature Nanotechnology》上。
