Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik. İstifadə etdiyiniz brauzer versiyasında məhdud CSS dəstəyi var. Ən yaxşı nəticələr üçün brauzerinizin daha yeni versiyasından istifadə etməyi (və ya Internet Explorer-də uyğunluq rejimini söndürməyi) tövsiyə edirik. Bu arada, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün saytı üslub və ya JavaScript olmadan göstəririk.
Bu gün antibakterial xüsusiyyətlərə malik funksional parçalar daha populyardır. Bununla belə, davamlı və davamlı performansa malik funksional parçaların sərfəli istehsalı problem olaraq qalır. Polipropilen (PP) toxunmamış parçanı dəyişdirmək üçün polivinil spirti (PVA) istifadə edildi və sonra gümüş nanohissəciklər (AgNPs) PVA ilə dəyişdirilmiş AgNP-lərlə yüklənmiş PP (AgNP kimi istinad edilir) istehsal etmək üçün yerində yerləşdirildi. /PVA/PP) parça. PVA örtüyü ilə PP liflərinin inkapsulyasiyası yüklənmiş Ag NP-lərin PP liflərinə yapışmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmağa kömək edir və Ag/PVA/PP toxunmamış materiallar əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilmiş mexaniki xassələri və Escherichia coli-yə (E. coli kimi istinad edilir) müqavimət göstərir. Ümumiyyətlə, 30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında istehsal olunan Ag/PVA/PP toxunmamış parça daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir və E. coli-yə qarşı antibakterial qorunma dərəcəsi 99,99%-ə çatır. Parça 40 dəfə yuyulduqdan sonra hələ də əla antibakterial fəaliyyətini saxlayır və təkrar istifadə potensialına malikdir. Bundan əlavə, Ag/PVA/PP toxunmamış parça yaxşı hava keçiriciliyinə və nəm keçiriciliyinə görə sənayedə geniş tətbiq perspektivlərinə malikdir. Bundan əlavə, biz roll-to-roll texnologiyasını da hazırlamışıq və bu metodun mümkünlüyünü yoxlamaq üçün ilkin kəşfiyyat işləri aparmışıq.
İqtisadi qloballaşmanın dərinləşməsi ilə əhalinin genişmiqyaslı hərəkətləri virusun ötürülmə ehtimalını xeyli artırdı ki, bu da yeni koronavirusun niyə bu qədər güclü yayılma qabiliyyətinə malik olduğunu və qarşısının alınmasının çətin olduğunu yaxşı izah edir1,2,3. Bu mənada, tibbi qoruyucu materiallar kimi yeni antibakterial materialların, məsələn, polipropilen (PP) toxunmamış materialların hazırlanmasına təcili ehtiyac var. Polipropilen toxunmamış parça aşağı sıxlıq, kimyəvi təsirsizlik və aşağı qiymət4 üstünlüklərinə malikdir, lakin antibakterial qabiliyyətə, qısa xidmət müddətinə və aşağı qorunma səmərəliliyinə malik deyil. Buna görə də, PP toxunmamış materiallara antibakterial xüsusiyyətlər vermək çox vacibdir.
Qədim antibakterial agent kimi gümüş beş inkişaf mərhələsindən keçib: kolloid gümüş məhlulu, gümüş sulfadiazin, gümüş duzu, protein gümüşü və nanogümüş. Gümüş nanohissəciklər tibb5,6, keçiricilik7,8,9, səthi gücləndirilmiş Raman səpilməsi10,11,12, boyaların katalitik deqradasiyası13,14,15,16 və s. kimi sahələrdə getdikcə daha çox istifadə olunur. birləşmələr və triklosan tələb olunan bakteriya müqavimətinə, dayanıqlığına, aşağı qiymətə və ətraf mühitə uyğunluğuna görə17,18,19. Bundan əlavə, böyük spesifik səth sahəsi və yüksək antibakterial aktivliyə malik gümüş nanohissəcikləri yun parçalara20, pambıq parçalara21,22, polyester parçalara və digər parçalara antibakterial gümüş hissəciklərinin idarə olunan, davamlı buraxılmasına nail olmaq üçün əlavə edilə bilər23,24. Bu o deməkdir ki, AgNP-ləri kapsullaşdırmaqla antibakterial aktivliyə malik PP parçaları yaratmaq mümkündür. Bununla belə, PP toxunmamış materialların funksional qrupları yoxdur və aşağı polariteye malikdir, bu da AgNP-lərin inkapsulyasiyasına şərait yaratmır. Bu çatışmazlığı aradan qaldırmaq üçün bəzi tədqiqatçılar plazma ilə çiləmə26,27, radiasiya peyvəndi28,29,30,31 və səth örtüyü32 daxil olmaqla müxtəlif modifikasiya üsullarından istifadə edərək PP parçalarının səthinə Ag nanohissəciklərini yerləşdirməyə cəhd etdilər. Məsələn, Goli et al. [33] PP toxunmamış parçanın səthində bir zülal örtüyü təqdim etdi, zülal təbəqəsinin periferiyasındakı amin turşuları AgNP-lərin bağlanması üçün lövbər nöqtəsi kimi xidmət edə bilər və bununla da yaxşı antibakterial xüsusiyyətlərə nail olur. fəaliyyət. Li və həmkarları 34 ultrabənövşəyi (UV) ilə aşındırma yolu ilə birləşdirilmiş N-izopropilakrilamid və N-(3-aminopropil)metakrilamid hidroxloridinin güclü antimikrobiyal fəaliyyət göstərdiyini aşkar etdilər, baxmayaraq ki, UV ilə aşındırma prosesi mürəkkəbdir və mexaniki xassələri pisləşdirə bilər. liflər. . Oliani və başqaları təmiz PP-ni qamma şüalanması ilə qabaqcadan müalicə etməklə əla antibakterial aktivliyə malik Ag NPs-PP gel filmləri hazırlamışlar; lakin onların metodu da mürəkkəb idi. Beləliklə, istənilən antimikrobiyal aktivliyə malik təkrar emal edilə bilən polipropilen toxunmamış materialları səmərəli və asanlıqla istehsal etmək problem olaraq qalır.
Bu işdə polipropilen parçaların modifikasiyası üçün yaxşı plyonka əmələ gətirmə qabiliyyəti, yüksək hidrofiliklik və əla fiziki və kimyəvi sabitliyə malik ekoloji cəhətdən təmiz və ucuz membran materialı olan polivinil spirtdən istifadə edilmişdir. Qlükoza azaldıcı vasitə kimi istifadə olunur36. Dəyişdirilmiş PP-nin səth enerjisinin artması AgNP-lərin seçici çöküntüsünü təşviq edir. Təmiz PP parça ilə müqayisədə hazırlanmış Ag/PVA/PP parça yaxşı təkrar emal qabiliyyəti, E. coli-yə qarşı əla antibakterial aktivlik, hətta 40 yuma dövründən sonra da yaxşı mexaniki xassələri və əhəmiyyətli nəfəs alma qabiliyyəti, cinsi və nəm keçiriciliyi göstərmişdir.
Xüsusi çəkisi 25 q/m2 və qalınlığı 0,18 mm olan PP toxunmamış parça Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, Çin) tərəfindən təmin edilmiş və 5×5 sm2 ölçülü təbəqələrə kəsilmişdir. Gümüş nitrat (99,8%; AR) Xilong Scientific Co., Ltd.-dən (Şantou, Çin) alınıb. Qlükoza Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd.-dən (Fuzhou, Çin) alınıb. Polivinil spirti (sənaye reagenti) Tianjin Sitong Kimya Fabrikindən (Tianjin, Çin) alınıb. Deionlaşdırılmış su həlledici və ya durulama vasitəsi kimi istifadə edilmiş və laboratoriyamızda hazırlanmışdır. Qidalı agar və bulyon Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd.-dən (Pekin, Çin) alınıb. E. coli ştammı (ATCC 25922) Zhangzhou Bochuang Company-dən (Çjanqjou, Çin) alınmışdır.
Nəticədə PP toxuması 15 dəqiqə etanolda ultrasəs ilə yuyuldu. Nəticədə PVA suya əlavə edildi və sulu bir həll əldə etmək üçün 95 ° C-də 2 saat qızdırıldı. Sonra qlükoza kütlə payı 0,1%, 0,5%, 1,0% və 1,5% olan 10 ml PVA məhlulunda həll edildi. Təmizlənmiş polipropilen toxunmamış parça PVA/qlükoza məhluluna batırılıb və 1 saat ərzində 60°C-də qızdırılıb. Qızdırıldıqdan sonra, PP ilə hopdurulmuş toxunmamış parça PVA/qlükoza məhlulundan çıxarılır və 60°C-də 0,5 saat qurudularaq, torun səthində PVA filmi əmələ gəlir və bununla da PVA/PP kompoziti alınır. tekstil.
Gümüş nitrat otaq temperaturunda daim qarışdırmaqla 10 ml suda həll edilir və gümüş ammonyak məhlulu (5-90 mM) əldə etmək üçün məhlul şəffafdan qəhvəyi rəngə və yenidən şəffaflaşana qədər ammiak damla damla əlavə edilir. PVA/PP toxunmamış parçanı gümüş ammonyak məhluluna qoyun və parçanın səthində in situ Ag nanohissəcikləri əmələ gətirmək üçün onu 60°C-də 1 saat qızdırın, sonra onu üç dəfə su ilə yuyun və 60°C-də qurudun. Ag/PVA/PP kompozit parça əldə etmək üçün 0,5 saat C.
İlkin eksperimentlərdən sonra biz laboratoriyada kompozit parçaların geniş miqyaslı istehsalı üçün roll-to-roll avadanlığı qurduq. Mənfi reaksiyaların və çirklənmənin qarşısını almaq üçün rulonlar PTFE-dən hazırlanmışdır. Bu proses zamanı, istədiyiniz Ag/PVA/PP kompozit parça əldə etmək üçün rulonların sürətini və rulonlar arasındakı məsafəni tənzimləməklə emprenye vaxtı və adsorbsiya edilmiş məhlulun miqdarı idarə oluna bilər.
Toxuma səthinin morfologiyası 5 kV sürətləndirici gərginlikdə VEGA3 skan edən elektron mikroskopu (SEM; Japan Electronics, Yaponiya) istifadə edərək tədqiq edilmişdir. Gümüş nanohissəciklərin kristal quruluşu rentgen şüalarının difraksiyası (XRD; Bruker, D8 Advanced, Almaniya; Cu Ka radiasiyası, λ = 0,15418 nm; gərginlik: 40 kV, cərəyan: 40 mA) 10-80° diapazonunda təhlil edilmişdir. 2θ. Səthi dəyişdirilmiş polipropilen parçanın kimyəvi xüsusiyyətlərini təhlil etmək üçün Furye transformasiyalı infraqırmızı spektrometrdən (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) istifadə edilmişdir. Ag/PVA/PP kompozit parçalarda PVA dəyişdirici tərkibi azot axını altında termogravimetrik analizlə (TGA; Mettler Toledo, İsveçrə) ölçüldü. Ag/PVA/PP kompozit parçalarının gümüş tərkibini müəyyən etmək üçün induktiv birləşmiş plazma kütlə spektrometriyasından (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) istifadə edilmişdir.
Ag/PVA/PP kompozit parçanın hava keçiriciliyi və su buxarının ötürülmə sürəti (spesifikasiya: 78×50cm2) GB/T-yə uyğun olaraq üçüncü tərəf sınaq agentliyi (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) tərəfindən ölçüldü. 5453-1997 və GB/T 12704.2-2009. Hər bir nümunə üçün sınaq üçün on fərqli bal seçilir və agentlik tərəfindən verilən məlumatlar on balın ortasıdır.
Ag/PVA/PP kompozit parçanın antibakterial aktivliyi GB/T 20944.1-2007 və GB/T 20944.3- Çin standartlarına uyğun olaraq agar boşqab diffuziya metodu (keyfiyyət analizi) və çalkalama kolbası üsulu (kəmiyyət analizi) ilə ölçüldü. . müvafiq olaraq 2008-ci ildə. Ag/PVA/PP kompozit parçanın Escherichia coli-yə qarşı antibakterial aktivliyi müxtəlif yuyulma vaxtlarında müəyyən edilmişdir. Agar boşqabının diffuziya üsulu üçün test Ag/PVA/PP kompozit parça zımbadan istifadə edərək diskə (diametr: 8 mm) vurulur və Escherichia coli (ATCC 25922) ilə aşılanmış agar Petri qabına yapışdırılır. ; 3.4 × 108 CFU ml-1) və sonra təxminən 24 saat ərzində 37°C və 56% nisbi rütubətdə inkubasiya edildi. İnhibə zonası diskin mərkəzindən ətrafdakı koloniyaların daxili çevrəsinə qədər şaquli olaraq təhlil edildi. Silkələnmə kolbası üsulundan istifadə edərək, sınaqdan keçirilmiş Ag/PVA/PP kompozit parçadan 2 × 2 sm2 düz boşqab hazırlanmış və bulyon mühitində 121°C və 0,1 MPa temperaturda 30 dəqiqə avtoklavlanmışdır. Avtoklavlamadan sonra nümunə 70 mL bulyon mədəniyyəti məhlulu (asma konsentrasiyası 1 × 105-4 × 105 CFU/mL) olan 5 ml-lik Erlenmeyer kolbasına batırıldı və sonra 150 °C salınan temperaturda inkubasiya edildi. rpm və 25°C-də 18 saat. Sarsıntıdan sonra müəyyən miqdarda bakterial süspansiyon toplayın və onu on dəfə seyreltin. Lazımi miqdarda seyreltilmiş bakteriya suspenziyasını toplayın, 24 saat ərzində 37°C temperaturda və 56% nisbi rütubətdə agar mühitinə və kulturaya yayın. Antibakterial effektivliyin hesablanması üçün formula belədir: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), burada C və A müvafiq olaraq 24 saatdan sonra koloniyaların sayıdır. Nəzarət qrupu və Ag/PVA/PP kompozit toxumasında becərilir.
Ag/PVA/PP kompozit parçaların davamlılığı ISO 105-C10:2006.1A-ya uyğun olaraq yuyulmaqla qiymətləndirilmişdir. Yuma zamanı sınaqdan keçirilmiş Ag/PVA/PP kompozit parçanı (30x40mm2) tərkibində kommersiya deterjanı (5,0q/L) olan sulu məhlula batırın və 40±2 rpm və 40±5 rpm/dəq sürətlə yuyun. yüksək sürət. °C 10, 20, 30, 40 və 50 dövrlər. Yuyulduqdan sonra parça üç dəfə su ilə yuyulur və 50-60°C temperaturda 30 dəqiqə qurudulur. Antibakterial aktivliyin dərəcəsini müəyyən etmək üçün yuyulduqdan sonra gümüşün tərkibindəki dəyişiklik ölçüldü.
Şəkil 1-də Ag/PVA/PP kompozit parça istehsalının sxematik diaqramı göstərilir. Yəni, PP toxunmamış material PVA və qlükoza qarışıq bir həllinə batırılır. PP ilə hopdurulmuş toxunmamış material, sızdırmazlıq təbəqəsi yaratmaq üçün dəyişdirici və azaldıcı agenti bərkitmək üçün qurudulur. Qurudulmuş polipropilen toxunmamış parça gümüş nanohissəcikləri yerində yerləşdirmək üçün gümüş ammonyak məhluluna batırılır. Modifikatorun konsentrasiyası, qlükoza ilə gümüş ammonyakın molyar nisbəti, gümüş ammonyakın konsentrasiyası və reaksiya temperaturu Ag NP-lərin çökməsinə təsir göstərir. mühüm amillərdir. Şəkil 2a Ag/PVA/PP parçanın su ilə təmas bucağının dəyişdirici konsentrasiyadan asılılığını göstərir. Modifikator konsentrasiyası 0,5 ağırlıq%-dən 1,0 ağırlıq%-ə qədər artdıqda, Ag/PVA/PP parçanın təmas bucağı əhəmiyyətli dərəcədə azalır; modifikator konsentrasiyası 1,0 ağırlıq%-dən 2,0 ağırlıq%-ə qədər artdıqda, praktiki olaraq dəyişmir. Şəkil 2 b-də 50 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında hazırlanmış təmiz PP lifləri və Ag/PVA/PP parçalarının SEM təsvirləri və qlükoza ilə gümüş ammonyakın müxtəlif molar nisbətləri (1:1, 3:1, 5:1 və 9:1) göstərilir. . şəkil. ). Yaranan PP lifi nisbətən hamardır. PVA filmi ilə enkapsulyasiya edildikdən sonra bəzi liflər bir-birinə yapışdırılır; Gümüş nanohissəciklərin çökməsi səbəbindən liflər nisbətən kobud olur. Reduksiyaedicinin qlükozaya molar nisbəti artdıqca, Ag NP-lərin çökdürülmüş təbəqəsi tədricən qalınlaşır və molyar nisbət 5:1 və 9:1-ə qədər artdıqca, Ag NP-lər aqreqatlar əmələ gətirir. PP lifinin makroskopik və mikroskopik təsvirləri, xüsusən reduksiyaedicinin qlükozaya molar nisbəti 5:1 olduqda daha vahid olur. 50 mM gümüş ammonyakda alınan müvafiq nümunələrin rəqəmsal fotoşəkilləri Şəkil S1-də göstərilmişdir.
Müxtəlif PVA konsentrasiyalarında Ag/PVA/PP parçanın su ilə təmas bucağının dəyişməsi (a), 50 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında və qlükoza və gümüş ammonyakın müxtəlif molyar nisbətlərində alınmış Ag/PVA/PP parçanın SEM təsvirləri [(b))) ; (1) PP lifi, (2) PVA/PP lifi, (3) molar nisbəti 1:1, (4) molar nisbəti 3:1, (5) molar nisbəti 5:1, (6) molar nisbəti 9: 1], X-şüalarının difraksiya nümunəsi (c) və Ag/PVA/PP parçanın SEM şəkli (d) gümüş konsentrasiyası (ammiak1) əldə edilir: ammom10) mM, (3) 30 mM, (4) 50 mM, (5) 90 mM və (6) Ag/PP-30 mM. Reaksiya temperaturu 60°C-dir.
Şəkildə Şəkil 2c nəticədə Ag/PVA/PP parçanın rentgen şüalarının difraksiya modelini göstərir. PP lifinin 37-nin difraksiya zirvəsinə əlavə olaraq, 2θ = ~ 37.8°, 44.2°, 64.1° və 77.3°-də dörd difraksiya zirvəsi (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), Kristal müstəvisinə (3 ublesik naxışlı üzlük) uyğun gəlir. Gümüş ammonyak konsentrasiyası 5-dən 90 mM-ə qədər artdıqca, Ag-nin XRD nümunələri daha kəskin olur, kristallığın sonrakı artması ilə uyğun gəlir. Scherrer düsturuna görə, 10 mM, 30 mM və 50 mM gümüş ammonyak ilə hazırlanmış Ag nanohissəciklərinin taxıl ölçüləri müvafiq olaraq 21.3 nm, 23.3 nm və 26.5 nm olaraq hesablanmışdır. Bunun səbəbi gümüş ammonyak konsentrasiyası metal gümüşün əmələ gəlməsi üçün reduksiya reaksiyasının hərəkətverici qüvvəsidir. Gümüş ammonyakın artan konsentrasiyası ilə Ag NP-lərin nüvələşmə və böyümə sürəti artır. Şəkil 2d müxtəlif Ag ammonyak konsentrasiyalarında əldə edilmiş Ag/PVA/PP parçalarının SEM şəkillərini göstərir. 30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında Ag NP-lərin çökdürülmüş təbəqəsi nisbətən homojendir. Bununla belə, gümüş ammonyak konsentrasiyası çox yüksək olduqda, Ag NP çökmə təbəqəsinin vahidliyi azalmağa meyllidir, bu, Ag NP çökmə layında güclü aqlomerasiya ilə əlaqədar ola bilər. Bundan əlavə, səthdəki gümüş nanohissəciklər iki formaya malikdir: sferik və pullu. Sferik hissəcik ölçüsü təqribən 20-80 nm, lamel yan ölçüsü isə təxminən 100-300 nm-dir (Şəkil S2). Modifikasiya edilməmiş PP parçanın səthində Ag nanohissəciklərinin çökmə təbəqəsi qeyri-bərabərdir. Bundan əlavə, temperaturun artırılması Ag NP-lərin azalmasına kömək edir (Şəkil S3), lakin çox yüksək reaksiya temperaturu Ag NP-lərin seçici yağıntısını təşviq etmir.
Şəkil 3a gümüş ammonyak konsentrasiyası, yığılmış gümüşün miqdarı və hazırlanmış Ag/PVA/PP parçanın antibakterial aktivliyi arasındakı əlaqəni sxematik şəkildə təsvir edir. Şəkil 3b, nümunələrin antibakterial vəziyyətini birbaşa əks etdirə bilən gümüş ammonyakın müxtəlif konsentrasiyalarında nümunələrin antibakterial nümunələrini göstərir. Gümüş ammonyakın konsentrasiyası 5 mM-dən 90 mM-ə qədər artdıqda, gümüş yağıntılarının miqdarı 13,67 q/kq-dan 481,81 q/kq-a yüksəlmişdir. Bundan əlavə, gümüş çöküntüsünün miqdarı artdıqca, E. coli-yə qarşı antibakterial aktivlik əvvəlcə artır və sonra yüksək səviyyədə qalır. Xüsusilə, gümüş ammonyak konsentrasiyası 30 mM olduqda, əldə edilən Ag/PVA/PP parçasında gümüşün çökmə miqdarı 67,62 q/kq, antibakterial nisbət isə 99,99% təşkil edir. və bu nümunəni sonrakı struktur xarakteristikası üçün nümayəndə kimi seçin.
(a) Antibakterial fəaliyyət səviyyəsi ilə tətbiq olunan Ag qatının miqdarı və gümüş ammonyakın konsentrasiyası arasında əlaqə; (b) 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM və 90 mM gümüş ammonyakdan istifadə etməklə hazırlanmış boş nümunələri və nümunələri göstərən rəqəmsal kamera ilə çəkilmiş bakterial mədəniyyət lövhələrinin fotoşəkilləri. Ag/PVA/PP parçanın Escherichia coli-yə qarşı antibakterial fəaliyyəti
Şəkil 4a PP, PVA/PP, Ag/PP və Ag/PVA/PP-nin FTIR/ATR spektrlərini göstərir. 2950 sm-1 və 2916 sm-1-də təmiz PP lifinin udma zolaqları –CH3 və –CH2- qruplarının asimmetrik uzanma vibrasiyasına, 2867 sm-1 və 2837 sm-1 isə –CH2 –CH3 qruplarının simmetrik uzanma vibrasiyasına bağlıdır. –CH3 və –CH2–. 1375 sm–1 və 1456 sm–1-də udma zolaqları –CH338.39-un asimmetrik və simmetrik sürüşmə vibrasiyalarına aid edilir. Ag/PP lifinin FTIR spektri PP lifinə bənzəyir. PP-nin udma zolağına əlavə olaraq, PVA/PP və Ag/PVA/PP parçalarının 3360 sm-1-də yeni udma zirvəsi –OH qrupunun hidrogen bağının uzanması ilə əlaqələndirilir. Bu, PVA-nın polipropilen lifinin səthinə uğurla tətbiq olunduğunu göstərir. Bundan əlavə, Ag / PVA / PP parçanın hidroksil udma zirvəsi PVA / PP parça ilə müqayisədə bir qədər zəifdir, bu, bəzi hidroksil qruplarının gümüşlə koordinasiyası ilə əlaqədar ola bilər.
Saf PP, PVA/PP parça və Ag/PVA/PP parçanın FT-IR spektri (a), TGA əyrisi (b) və XPS ölçü spektri (c) və Ag/PVA/PP parçanın təmiz PP (d), PVA/PP PP parça (e) və Ag 3d pik (f) spektri.
Şəkildə Şəkil 4c PP, PVA/PP və Ag/PVA/PP parçalarının XPS spektrlərini göstərir. Saf polipropilen lifin zəif O 1s siqnalı səthdə adsorbsiya edilmiş oksigen elementinə aid edilə bilər; 284,6 eV-də C 1s zirvəsi CH və CC-yə aid edilir (bax Şəkil 4d). Saf PP lifi ilə müqayisədə, PVA/PP parça (Şəkil 4e) 284,6 eV (C–C/C–H), 285,6 eV (C–O–H), 284,6 eV (C–C/C–H), 285,6 eV (C–O–H) və eV385-də yüksək performans göstərir. Bundan əlavə, PVA/PP parçanın O 1s spektri 532,3 eV və 533,2 eV41-də iki zirvə ilə təxmin edilə bilər (Şəkil S4), bu C 1s zirvələri C–OH və H–C=O (PVA və aldehid qlükoza qrupunun hidroksil qrupları) uyğun gəlir, bu da IR məlumatlarına uyğundur. Ag/PVA/PP toxunmamış parça C-OH (532,3 eV) və HC=O (533,2 eV) O 1s spektrini saxlayır (Şəkil S5), 65,81% (atom faizi) C, 22,89,% O və 11,31% S4 (Fig). Xüsusilə, 368,2 eV və 374,2 eV-də Ag 3d5/2 və Ag 3d3/2 zirvələri (Şəkil 4f) Ag NP-lərin PVA/PP42 toxunmamış parçanın səthində aşqarlandığını daha da sübut edir.
Saf PP, Ag/PP parça və Ag/PVA/PP parçanın TGA əyriləri (şəkil 4b) göstərir ki, onlar oxşar termal parçalanma proseslərinə məruz qalır və Ag NP-lərin çökməsi PP-nin termal deqradasiya temperaturunun bir qədər artmasına səbəb olur. liflər PVA/PP lifləri (480 °C-dən (PP lifləri) 495 °C-ə qədər), ehtimal ki, Ag maneəsinin əmələ gəlməsi ilə əlaqədardır43. Eyni zamanda 800°C-də qızdırıldıqdan sonra PP, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50 və Ag/PP-W50-nin təmiz nümunələrinin qalıq miqdarı 1,32%, 16,26% və 13,86% təşkil etmişdir. % müvafiq olaraq 9,88% və 2,12% (burada W50 şəkilçisi 50 yuma dövrünə aiddir). Təmiz PP-nin qalan hissəsi çirklərə, qalan nümunələrin qalan hissəsi isə Ag NP-lərinə aid edilir və gümüşlə yüklənmiş nümunələrin qalıq miqdarındakı fərq onlara yüklənmiş müxtəlif miqdarda gümüş nanohissəcikləri ilə əlaqədar olmalıdır. Bundan əlavə, Ag/PP parça 50 dəfə yuyulduqdan sonra qalıq gümüşün tərkibi 94,65%, Ag/PVA/PP parçanın qalıq gümüşü isə təxminən 31,74% azalıb. Bu onu göstərir ki, PVA kapsullaşdıran örtük AgNP-lərin PP matrisinə yapışmasını effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər.
Geyinmə rahatlığını qiymətləndirmək üçün hazırlanmış polipropilen parçanın hava keçiriciliyi və su buxarının ötürülmə sürəti ölçüldü. Ümumiyyətlə, nəfəs alma qabiliyyəti istifadəçinin istilik rahatlığı ilə əlaqədardır, xüsusən də isti və rütubətli mühitlərdə44. Şəkil 5a-da göstərildiyi kimi, təmiz PP-nin hava keçiriciliyi 2050 mm/s, PVA-nın modifikasiyasından sonra isə 856 mm/s-ə qədər azalır. Bunun səbəbi, PP lifinin və toxunmuş hissənin səthində əmələ gələn PVA filmi liflər arasındakı boşluqları azaltmağa kömək edir. Ag NP-ləri tətbiq etdikdən sonra PP parçanın hava keçiriciliyi Ag NP-ləri tətbiq edərkən PVA örtüyünün istehlakı səbəbindən artır. Bundan əlavə, gümüş ammonyak konsentrasiyası 10-dan 50 mmol-a qədər artdıqca Ag/PVA/PP parçalarının nəfəs alma qabiliyyəti azalmağa meyllidir. Bu, gümüşün ammiak konsentrasiyasının artması ilə gümüş yatağının qalınlığının artması ilə əlaqədar ola bilər ki, bu da məsamələrin sayını və onlardan su buxarının keçmə ehtimalını azaltmağa kömək edir.
(a) müxtəlif konsentrasiyalarda gümüş ammonyak ilə hazırlanmış Ag/PVA/PP parçalarının hava keçiriciliyi; (b) müxtəlif konsentrasiyalarda gümüş ammonyak ilə hazırlanmış Ag/PVA/PP parçalarının su buxarının ötürülməsi; (c) Müxtəlif modifikatorlar Müxtəlif konsentrasiyalarda alınmış Ag Fabric/PVA/PP-nin dartılma əyrisi; (d) Gümüş ammonyakın müxtəlif konsentrasiyalarında əldə edilmiş Ag/PVA/PP parçanın dartılma əyrisi (30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında alınmış Ag/PVA/PP parça da göstərilmişdir) (40 yuma dövründən sonra PP parçalarının dartılma əyrilərini müqayisə edin).
Su buxarının ötürülmə sürəti parçanın istilik rahatlığının digər mühüm göstəricisidir45. Məlum olub ki, parçaların nəm keçiriciliyinə əsasən nəfəs alma və səth xüsusiyyətləri təsir edir. Yəni, hava keçiriciliyi əsasən məsamələrin sayından asılıdır; səth xassələri su molekullarının adsorbsiya-diffuziya-desorbsiya yolu ilə hidrofilik qrupların nəm keçiriciliyinə təsir göstərir. Şəkil 5b-də göstərildiyi kimi, təmiz PP lifinin nəm keçiriciliyi 4810 q/(m2·24h) təşkil edir. PVA örtüyü ilə möhürləndikdən sonra PP lifində deşiklərin sayı azalır, lakin PVA/PP parçanın nəm keçiriciliyi 5070 q/(m2·24 saat) qədər artır, çünki onun nəm keçiriciliyi əsasən səthin xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. məsamələr deyil. AgNP-lərin çökməsindən sonra Ag/PVA/PP parçanın nəm keçiriciliyi daha da artmışdır. Xüsusilə, 30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında əldə edilən Ag/PVA/PP parçanın maksimum nəm keçiriciliyi 10300 q/(m2·24h) təşkil edir. Eyni zamanda, gümüş ammonyakın müxtəlif konsentrasiyalarında alınan Ag/PVA/PP parçalarının müxtəlif nəm keçiriciliyi gümüşün çökmə təbəqəsinin qalınlığında və onun məsamələrinin sayında fərqlərlə əlaqələndirilə bilər.
Parçaların mexaniki xassələri onların xidmət müddətinə, xüsusən təkrar emal oluna bilən materiallar kimi güclü təsir göstərir46. Şəkil 5c Ag/PVA/PP parçanın dartılma gərginliyi əyrisini göstərir. Saf PP-nin dartılma gücü cəmi 2,23 MPa təşkil edir, halbuki 1 wt% PVA/PP parçanın dartılma gücü əhəmiyyətli dərəcədə artırılaraq 4,56 MPa-a çatdırılır ki, bu da PVA PP parçanın kapsullaşdırılmasının onun mexaniki xassələrini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmağa kömək etdiyini göstərir. xassələri. PVA/PP parçanın qırılması zamanı dartılma gücü və uzanması PVA modifikatorunun artan konsentrasiyası ilə artır, çünki PVA filmi gərginliyi qıra və PP lifini gücləndirə bilər. Bununla belə, modifikator konsentrasiyası 1,5 ağırlıq% -ə qədər artdıqda, yapışqan PVA polipropilen parçanı sərtləşdirir, bu da taxma rahatlığına ciddi təsir göstərir.
Saf PP və PVA/PP parçalarla müqayisədə, Ag/PVA/PP parçalarının qırılma zamanı dartılma gücü və uzanması daha da yaxşılaşır, çünki PP liflərinin səthində bərabər şəkildə paylanmış Ag nanohissəcikləri yükü paylaya bilir47,48. Görünür ki, Ag/PP lifinin dartılma müqaviməti təmiz PP-dən yüksəkdir, 3,36 MPa-a çatır (şək. 5d), bu da Ag NP-lərin güclü və gücləndirici təsirini təsdiqləyir. Xüsusilə, 30 mM (50 mM əvəzinə) gümüş ammonyak konsentrasiyasında istehsal olunan Ag/PVA/PP parça maksimum dartılma gücü və qırılma zamanı uzanma nümayiş etdirir ki, bu da hələ də Ag NP-lərin vahid çöküntüsü, eləcə də vahid çökmə ilə bağlıdır. Gümüş ammiakın yüksək konsentrasiyası şəraitində gümüş NP-lərin yığılması. Bundan əlavə, 40 yuma dövründən sonra, 30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında hazırlanmış Ag/PVA/PP parçanın qırılma zamanı dartılma gücü və uzanması müvafiq olaraq 32,7% və 26,8% azalıb (Şəkil 5d), bu, bundan sonra yığılmış gümüş nanohissəciklərin kiçik itkisi ilə əlaqələndirilə bilər.
Şəkil 6a və b 30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında 0, 10, 20, 30, 40 və 50 dövrə üçün yuyulduqdan sonra Ag/PVA/PP parça və Ag/PP parçanın rəqəmsal kamera fotoşəkillərini göstərir. Tünd boz Ag/PVA/PP parça və Ag/PP parça yuyulduqdan sonra tədricən açıq boz olur; və yuyulma zamanı birincinin rəng dəyişməsi ikincininki qədər ciddi görünmür. Bundan əlavə, Ag/PP parça ilə müqayisədə, Ag/PVA/PP parçanın gümüş tərkibi yuyulduqdan sonra nisbətən yavaş azalıb; 20 və ya daha çox dəfə yuyulduqdan sonra, birincisi ikincidən daha yüksək gümüş tərkibini saxladı (şək. 6c). Bu onu göstərir ki, PP liflərinin PVA örtüyü ilə əhatə olunması Ag NP-lərin PP liflərinə yapışmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. Şəkil 6d, 10, 40 və 50 dövrə yuyulduqdan sonra Ag/PVA/PP parça və Ag/PP parçanın SEM şəkillərini göstərir. Ag/PVA/PP parçalar yuyulma zamanı Ag/PP parçalara nisbətən daha az Ag NP itkisinə məruz qalır, çünki yenə də PVA kapsullaşdıran örtük Ag NP-lərin PP liflərinə yapışmasını yaxşılaşdırmağa kömək edir.
(a) 0, 10, 20, 30, 40 və 50 dövrə (1-6) üçün yuyulduqdan sonra rəqəmsal kamera ilə (30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında çəkilmiş) çəkilmiş Ag/PP parça fotoşəkilləri; (b) Ag/PVA/PP 0, 10, 20, 30, 40 və 50 dövrə (1-6) üçün yuyulduqdan sonra rəqəmsal kamera ilə (30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında çəkilmiş) çəkilmiş parçaların fotoşəkilləri; (c) yuma dövrləri üzrə iki parçanın gümüş tərkibindəki dəyişikliklər; (d) 10, 40 və 50 yuma dövründən sonra Ag/PVA/PP parça (1-3) və Ag/PP parça (4-6) SEM şəkilləri.
Şəkil 7-də 10, 20, 30 və 40 yuma dövründən sonra Ag/PVA/PP parçalarının E. coli-yə qarşı antibakterial aktivliyi və rəqəmsal kamera fotoşəkilləri göstərilir. 10 və 20 yuyulmadan sonra Ag/PVA/PP parçalarının antibakterial performansı 99,99% və 99,93% səviyyəsində qalıb və əla antibakterial aktivlik nümayiş etdirib. Ag/PVA/PP parçanın antibakterial səviyyəsi 30 və 40 dəfə yuyulduqdan sonra bir qədər azalıb ki, bu da uzun müddət yuyulduqdan sonra AgNP-lərin itirilməsi ilə bağlı olub. Bununla belə, 40 dəfə yuyulduqdan sonra Ag/PP parçanın antibakterial nisbəti cəmi 80,16% təşkil edir. Aydındır ki, Ag/PP parçanın 40 yuma dövründən sonra antibakterial təsiri Ag/PVA/PP parça ilə müqayisədə xeyli azdır.
(a) E. coli-yə qarşı antibakterial fəaliyyət səviyyəsi. (b) Müqayisə üçün Ag/PP parçasını 30 mM gümüş ammonyak konsentrasiyasında 10, 20, 30, 40 və 40 dövrlər üçün yuduqdan sonra rəqəmsal kamera ilə çəkilmiş Ag/PVA/PP parçanın fotoşəkilləri də göstərilir.
Şəkildə Şəkil 8-də iki mərhələli roll-to-roll marşrutundan istifadə etməklə iri miqyaslı Ag/PVA/PP parçanın hazırlanması sxematik şəkildə göstərilir. Yəni, PVA/qlükoza məhlulu rulon çərçivəsində müəyyən müddət ərzində isladılır, sonra çıxarılır və sonra eyni üsulla gümüş ammonyak məhlulu ilə hopdurularaq Ag/PVA/PP parça alınır. (şək. 8a). Nəticədə yaranan Ag/PVA/PP parça 1 il saxlansa belə əla antibakterial fəaliyyətini saxlayır. Ag/PVA/PP parçalarının geniş miqyaslı hazırlanması üçün əldə edilən PP toxunmamış materiallar davamlı rulon prosesində hopdurulmuş və sonra ardıcıl olaraq PVA/qlükoza məhlulu və gümüş ammonyak məhlulundan keçirilmiş və emal edilmişdir. iki üsul. Əlavə edilmiş videolar. Emprenye müddəti rulonun sürətinin tənzimlənməsi ilə, adsorbsiya edilmiş məhlulun miqdarı isə rulonlar arasındakı məsafənin tənzimlənməsi ilə idarə olunur (şəkil 8b), bununla da böyük ölçülü (50 sm × 80 sm) hədəf Ag/PVA/PP toxunmamış parça əldə edilir. ) və toplama rulonu. Bütün proses sadə və səmərəlidir, bu da geniş miqyaslı istehsal üçün əlverişlidir.
Böyük ölçülü hədəf məhsulların istehsalının sxematik diaqramı (a) və Ag/PVA/PP toxunmamış materialların istehsalı üçün rulon prosesinin sxematik diaqramı (b).
Gümüş tərkibli PVA/PP qeyri-toxunma materialları roll-to-roll marşrutu ilə birlikdə sadə in-situ maye faza çökmə texnologiyasından istifadə etməklə istehsal olunur. PP parça və PVA/PP parça ilə müqayisədə hazırlanmış Ag/PVA/PP toxunmamış parçanın mexaniki xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır, çünki PVA sızdırmazlıq təbəqəsi Ag NP-lərin PP liflərinə yapışmasını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. Bundan əlavə, Ag/PVA/PP toxunmamış parçada PVA-nın yüklənmə miqdarı və gümüş NP-lərin tərkibi PVA/qlükoza məhlulu və gümüş ammonyak məhlulunun konsentrasiyalarını tənzimləməklə yaxşı idarə oluna bilər. Xüsusilə, 30 mM gümüş ammonyak məhlulu ilə hazırlanmış Ag/PVA/PP toxunmamış parça ən yaxşı mexaniki xassələri göstərdi və hətta 40 yuma dövründən sonra da E. coli-yə qarşı əla antibakterial aktivliyi saxladı və yaxşı çirklənməyə qarşı potensial nümayiş etdirdi. PP toxunmamış material. Digər ədəbiyyat məlumatları ilə müqayisədə daha sadə üsullarla əldə etdiyimiz parçalar yuyulmaya daha yaxşı müqavimət göstərmişdir. Bundan əlavə, əldə edilən Ag/PVA/PP toxunmamış parça ideal nəm keçiriciliyinə və qalıcı rahatlığa malikdir, bu da onun sənaye tətbiqlərində tətbiqini asanlaşdıra bilər.
Bu tədqiqat zamanı əldə edilmiş və ya təhlil edilmiş bütün məlumatları (və onları dəstəkləyən məlumat fayllarını) daxil edin.
Russell, SM et al. COVID-19 sitokin fırtınasına qarşı mübarizə üçün biosensorlar: qarşıda duran problemlər. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V və Harkey A. COVID-19 və çox orqan cavabları. cari. sual. ürək. 45, 100618 (2020).
Zhang R və başqaları. Çində 2019-cu ildə koronavirus hadisələrinin sayı ilə bağlı təxminlər mərhələ və endemik bölgələrə görə düzəldilir. ön. dərman. 14, 199–209 (2020).
Gao J. et al. Elektromaqnit müdaxiləsindən qorunmaq üçün elastik, superhidrofobik və yüksək keçirici toxunmamış polipropilen parça kompozit material. Kimyəvi. mühəndis. J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. et al. Çoxfunksiyalı poliakrilonitril/gümüş nanokompozit plyonkaların hazırlanması: antibakterial aktivlik, katalitik aktivlik, keçiricilik, UV-dən qorunma və aktiv SERS sensorları. J. Matt. resurs. texnologiyalar. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U və Parajuli N. Gümüş nanohissəciklər üzrə cari tədqiqat: sintez, xarakteristikası və tətbiqləri. J. Nanomateriallar. 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN Gümüş əsaslı keçirici mürəkkəb hazırlamaq və onu tezlik seçici səthlərə tətbiq etmək üçün sadə bir proses. Nanotexnologiya 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. və başqaları. Hiperbudaqlı polimerlər gümüş nanohissəciklərin çevik sxemlərin inkjet çapı üçün stabilizator kimi istifadəsinə imkan verir. R. Şuker. Kimyəvi. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P və Kawasaki HJML Çevik sensorlarda potensial tətbiqlər üçün gümüş nanohissəciklərin öz-özünə yığılması ilə istehsal edilən keçirici yarpaq damar şəbəkələri. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Gümüş nanohissəciklərlə bəzədilmiş silisium nanosferləri və massivlər səthi gücləndirilmiş Raman səpilməsi üçün potensial substrat kimi. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. və başqaları. Yüksək siqnal sabitliyi və vahidliyi ilə geniş miqyaslı çevik səth təkmilləşdirilmiş Raman səpilmə sensoru (SERS). ACS Tətbiqi Matt. İnterfeyslər 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG et al. Gümüş nanohissəciklərlə (Ag-FNRs) bəzədilmiş fulleren nanorodların iyerarxik heterostrukturu effektiv tək hissəcikdən müstəqil SERS substratı kimi xidmət edir. fizika. Kimyəvi. Kimyəvi. fizika. 27, 18873–18878 (2018).
Emam, HE və Əhməd, HB Boya katalizli deqradasiya zamanı homometal və heterometalik agar əsaslı nanostrukturların müqayisəli tədqiqi. beynəlmiləllik. J. Biol. Böyük molekullar. 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mixail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS and Ahmed, HB Aromatik çirkləndiricilərin azaldılması üçün metaldan asılı nanokataliz. çərşənbə. elm. çirkləndirmək. resurs. beynəlmiləllik. 27, 6459–6475 (2020).
Əhməd HB və Emam HE Potensial suyun təmizlənməsi üçün otaq temperaturunda toxumlardan yetişdirilən üçlü nüvəli qabıq (Ag-Au-Pd) nanostrukturları. polimer. test. 89, 106720 (2020).
Göndərmə vaxtı: 26 noyabr 2023-cü il