Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com. Tá tacaíocht theoranta CSS ag an leagan brabhsálaí atá in úsáid agat. Chun na torthaí is fearr a fháil, molaimid leagan níos nuaí de do bhrabhsálaí a úsáid (nó mód comhoiriúnachta a mhúchadh in Internet Explorer). Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, táimid ag taispeáint an tsuímh gan stíl ná JavaScript.
Sa lá atá inniu ann, tá fabraicí feidhmiúla a bhfuil airíonna frithbhaictéaracha acu níos mó tóir. Mar sin féin, is dúshlán fós é fabraicí feidhmiúla a bhfuil feidhmíocht mharthanach agus chomhsheasmhach acu a tháirgeadh ar bhealach cost-éifeachtach. Baineadh úsáid as alcól polaivinile (PVA) chun fabraic neamhfhite polapróipiléine (PP) a mhodhnú, agus ansin taisceadh nana-cháithníní airgid (AgNPs) in situ chun fabraic PP luchtaithe le AgNPs modhnaithe le PVA (dá ngairtear AgNPs) /PVA/PP a tháirgeadh. Cuidíonn ionchorprú snáithíní PP ag baint úsáide as sciath PVA le greamaitheacht NPs luchtaithe le snáithíní PP a fheabhsú go suntasach, agus taispeánann neamhfhite Ag/PVA/PP airíonna meicniúla agus friotaíocht in aghaidh Escherichia coli (dá ngairtear E. coli) atá feabhsaithe go suntasach. Go ginearálta, bíonn airíonna meicniúla níos fearr ag fabraic neamhfhite Ag/PVA/PP a tháirgtear ag tiúchan amóinia airgid 30mM, agus sroicheann an ráta cosanta frithbhaictéarach i gcoinne E. coli 99.99%. Coinníonn an fabraic gníomhaíocht fhrithbhaictéarach den scoth fós tar éis 40 nigh agus tá an cumas aici í a úsáid arís agus arís eile. Ina theannta sin, tá ionchais leathana úsáide ag fabraic neamhfhite Ag/PVA/PP sa tionscal mar gheall ar a tréscaoilteacht mhaith aeir agus taise. Ina theannta sin, d'fhorbraíomar teicneolaíocht rolla-go-rolla agus rinneamar iniúchadh réamhchéime chun indéantacht an mhodha seo a thástáil.
Le dul i ndoimhneacht an domhandaithe eacnamaíoch, tá méadú mór tagtha ar an bhféidearthacht go dtarchuirfear an víreas mar gheall ar ghluaiseachtaí daonra ar mhórscála, rud a mhíníonn go maith cén fáth go bhfuil cumas chomh láidir sin ag an gcoróinvíreas nua scaipeadh ar fud an domhain agus go bhfuil sé deacair é a chosc1,2,3. Sa chiall seo, tá géarghá le hábhair nua frithbhaictéaracha a fhorbairt, amhail ábhair neamhfhite polapróipiléine (PP), mar ábhair chosanta leighis. Tá buntáistí ag baint le fabraic neamhfhite polapróipiléine maidir le dlús íseal, táimhe ceimiceach agus costas íseal4, ach níl cumas frithbhaictéarach, saolré seirbhíse gearr agus éifeachtúlacht chosanta íseal aici. Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach airíonna frithbhaictéaracha a thabhairt d'ábhair neamhfhite PP.
Mar ghníomhaire antibacterial ársa, tá cúig chéim forbartha déanta ag airgead: tuaslagán airgid collóideach, sulfadiazine airgid, salann airgid, airgead próitéine agus nana-airgead. Úsáidtear nana-cháithníní airgid níos mó i réimsí ar nós leighis5,6, seoltacht7,8,9, scaipeadh Raman feabhsaithe dromchla10,11,12, díghrádú catalaíoch ruaimeanna13,14,15,16 etc. Go háirithe, tá buntáistí ag nana-cháithníní airgid (AgNPanna) thar ghníomhairí frithmhiocróbacha traidisiúnta ar nós salainn miotail, comhdhúile amóiniam ceatharthacha agus triclosan mar gheall ar a bhfriotaíocht baictéarach, a gcobhsaíocht, a gcostas íseal agus a n-inghlacthacht chomhshaoil riachtanach17,18,19. Ina theannta sin, is féidir nana-cháithníní airgid a bhfuil achar dromchla sonrach mór agus gníomhaíocht ard antibacterial acu a cheangal le fabraicí olann20, fabraicí cadáis21,22, fabraicí poileistear agus fabraicí eile chun scaoileadh rialaithe, leanúnach cáithníní airgid antibacterial23,24 a bhaint amach. Ciallaíonn sé seo gur féidir fabraicí PP a chruthú le gníomhaíocht antibacterial trí AgNPanna a ionchapsú. Mar sin féin, níl grúpaí feidhmiúla ag fabraicí neamhfhite PP agus tá polaraíocht íseal acu, rud nach bhfuil fabhrach d'ionchapslú AgNPanna. Chun an míbhuntáiste seo a shárú, rinne roinnt taighdeoirí iarracht nana-cháithníní Ag a thaisceadh ar dhromchla fabraicí PP ag baint úsáide as modhanna modhnúcháin éagsúla lena n-áirítear spraeáil plasma26,27, grafadh radaíochta28,29,30,31 agus sciath dromchla32. Mar shampla, thug Goli et al. [33] sciath próitéine isteach ar dhromchla fabraice neamhfhite PP, is féidir leis na aimínaigéid ag imeall an tsraithe próitéine feidhmiú mar phointí ancaire do cheangal AgNPanna, rud a bhaintear amach airíonna maithe frithbhaictéaracha. Fuair Li agus a chomhghleacaithe34 amach go raibh gníomhaíocht láidir fhrithmhiocróbach ag N-isopropylacrilamide agus N-(3-aminopropyl)meataicrilamide hidreaclóiríd comhghrafáilte trí ghreanta ultraivialait (UV), cé go bhfuil an próiseas greanta UV casta agus gur féidir leis na hairíonna meicniúla a dhíghrádú. snáithíní. D'ullmhaigh Oliani et al scannáin glóthacha Ag NPs-PP le gníomhaíocht fhrithbhaictéarach den scoth trí réamhchóireáil a dhéanamh ar PP íon le radaíocht gáma; áfach, bhí a modh casta freisin. Dá bhrí sin, is dúshlán fós é ábhair neamhfhite polapróipiléine in-athchúrsáilte a tháirgeadh go héifeachtúil agus go héasca leis an ngníomhaíocht fhrithmhiocróbach atá ag teastáil.
Sa staidéar seo, úsáidtear alcól polaivinile, ábhar membrane atá neamhdhíobhálach don chomhshaol agus ar chostas íseal a bhfuil cumas maith scannán a fhoirmiú aige, hidreafíleacht ard, agus cobhsaíocht fhisiceach agus cheimiceach den scoth, chun fabraicí polapróipiléine a mhodhnú. Úsáidtear glúcós mar ghníomhaire laghdaithe36. Cuireann méadú ar fhuinneamh dromchla an PP mhodhnaithe taisceadh roghnach AgNPanna chun cinn. I gcomparáid le fabraic PP íon, léirigh an fabraic Ag/PVA/PP ullmhaithe in-athchúrsáilteacht mhaith, gníomhaíocht fhrithbhaictéarach den scoth i gcoinne E. coli, airíonna meicniúla maithe fiú tar éis 40 timthriall níocháin, agus in-análaitheacht, tréscaoilteacht ghnéas agus taise shuntasach.
Soláthraíodh an fabraic neamhfhite PP le meáchanlár sonrach de 25 g/m2 agus tiús 0.18 mm ag Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, an tSín) agus gearradh i mbileoga a thomhaiseann 5 × 5 cm2 í. Ceannaíodh níotráit airgid (99.8%; AR) ó Xilong Scientific Co., Ltd. (Shantou, an tSín). Ceannaíodh glúcós ó Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Fuzhou, an tSín). Ceannaíodh alcól polaivinile (imoibrí grád tionsclaíoch) ó Tianjin Sitong Chemical Factory (Tianjin, an tSín). Baineadh úsáid as uisce dí-ianaithe mar thuaslagóir nó sruthlú agus ullmhaíodh é inár saotharlann. Ceannaíodh agar cothaitheach agus brat ó Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd. (Béising, an tSín). Ceannaíodh strain E. coli (ATCC 25922) ó Zhangzhou Bochuang Company (Zhangzhou, an tSín).
Níodh an fíochán PP a lean as sin le ultrafhuaim in eatánól ar feadh 15 nóiméad. Cuireadh an PVA a lean as sin le huisce agus téadh é ag 95°C ar feadh 2 uair an chloig chun tuaslagán uiscí a fháil. Ansin, tuaslagadh glúcós i 10 ml de thuaslagán PVA le codán maise de 0.1%, 0.5%, 1.0% agus 1.5%. Tumadh an fabraic neamhfhite polapróipiléine íonaithe i dtuaslagán PVA/glúcóis agus téadh é ag 60°C ar feadh 1 uair an chloig. Tar éis an téamh a bheith críochnaithe, baineadh an fabraic neamhfhite líonta le PP as an tuaslagán PVA/glúcóis agus triomaíodh í ag 60°C ar feadh 0.5 uair an chloig chun scannán PVA a fhoirmiú ar dhromchla an ghréasáin, rud a fhágann go bhfaightear teicstíle ilchodach PVA/PP.
Déantar níotráit airgid a thuaslagadh i 10 ml d'uisce agus corraigh i gcónaí ag teocht an tseomra agus cuirtear amóinia leis de réir a chéile go dtí go n-athraíonn an tuaslagán ó shoiléir go donn agus soiléir arís chun tuaslagán amóinia airgid (5–90 mM) a fháil. Cuir fabraic neamhfhite PVA/PP i dtuaslagán amóinia airgid agus téigh í ag 60°C ar feadh 1 uair an chloig chun nana-cháithníní Ag a fhoirmiú in situ ar dhromchla na fabraice, ansin sruthlaigh í le huisce trí huaire agus triomaigh ag 60°C ar feadh 0.5 uair an chloig chun fabraic ilchodach Ag/PVA/PP a fháil.
Tar éis turgnaimh réamhchéime, thógamar trealamh rolla-go-rolla sa tsaotharlann le haghaidh táirgeadh fabraicí ilchodacha ar scála mór. Tá na rollóirí déanta as PTFE chun frithghníomhartha díobhálacha agus éilliú a sheachaint. Le linn an phróisis seo, is féidir an t-am tuilte agus méid an tuaslagáin ionsúite a rialú trí luas na rollóirí agus an fad idir na rollóirí a choigeartú chun an fabraic ilchodach Ag/PVA/PP atá ag teastáil a fháil.
Rinneadh staidéar ar mhórfhoirmiú dhromchla an fhíocháin ag baint úsáide as micreascóp leictreon scanála VEGA3 (SEM; Japan Electronics, an tSeapáin) ag voltas luasghéaraithe 5 kV. Rinneadh anailís ar struchtúr criostail nana-cháithníní airgid trí dhíraontas X-gha (XRD; Bruker, D8 Advanced, an Ghearmáin; radaíocht Cu Kα, λ = 0.15418 nm; voltas: 40 kV, sruth: 40 mA) sa raon 10–80°. 2θ. Baineadh úsáid as speictriméadar infridhearg claochlaithe Fourier (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) chun tréithe ceimiceacha fabraice polapróipiléine modhnaithe dromchla a anailísiú. Tomhaiseadh cion modhnóra PVA fabraicí ilchodacha Ag/PVA/PP trí anailís teirmeaghránaiméadrach (TGA; Mettler Toledo, an Eilvéis) faoi shruth nítrigine. Baineadh úsáid as mais-speictriméadracht plasma cúpláilte go hionduchtach (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) chun cion airgid fabraicí ilchodacha Ag/PVA/PP a chinneadh.
Rinne gníomhaireacht tástála tríú páirtí (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) tomhas ar thréscaoilteacht aeir agus ar ráta tarchurtha gal uisce fabraic ilchodach Ag/PVA/PP (sonraíocht: 78 × 50cm2) i gcomhréir le GB/T. 5453-1997 agus GB/T 12704.2-2009. I gcás gach sampla, roghnaítear deich bpointe éagsúla le haghaidh tástála, agus is é meán na ndeich bpointe na sonraí a sholáthraíonn an ghníomhaireacht.
Rinneadh gníomhaíocht fhrithbhaictéarach fabraice ilchodach Ag/PVA/PP a thomhas de réir chaighdeáin na Síne GB/T 20944.1-2007 agus GB/T 20944.3- ag baint úsáide as modh idirleata pláta agair (anailís cháilíochtúil) agus modh an fhleascáin chroithe (anailís chainníochtúil). . faoi seach in 2008. Cinneadh gníomhaíocht fhrithbhaictéarach fabraice ilchodach Ag/PVA/PP i gcoinne Escherichia coli ag amanna níocháin éagsúla. Maidir leis an modh idirleata pláta agair, déantar an fabraic ilchodach tástála Ag/PVA/PP a pholláil isteach i ndiosca (trastomhas: 8 mm) ag baint úsáide as pollaire agus a cheangal le mias Petri agair ina bhfuil Escherichia coli (ATCC 25922) ionaclaithe. ; 3.4 × 108 CFU ml-1) agus ansin goradh é ag 37°C agus 56% taiseachas coibhneasta ar feadh thart ar 24 uair an chloig. Rinneadh anailís ar an gcrios coisctheach go hingearach ó lár an diosca go dtí imlíne istigh na gcoilíneachtaí máguaird. Ag baint úsáide as an modh fleascáin chroithe, ullmhaíodh pláta cothrom 2 × 2 cm2 ón bhfabraic ilchodach Ag/PVA/PP a tástáladh agus rinneadh é a uath-chlaobhlú i dtimpeallacht brat ag 121°C agus 0.1 MPa ar feadh 30 nóiméad. Tar éis an uath-chlaobhlaithe, tumadh an sampla i bhfleascán Erlenmeyer 5-mL ina raibh 70 mL de thuaslagán cultúir brat (tiúchan fionraí 1 × 105–4 × 105 CFU/mL) agus ansin goradh é ag teocht luaineach 150 °C. rpm agus 25°C ar feadh 18 uair an chloig. Tar éis croithe, bailigh méid áirithe den fhionraí baictéarach agus caolaigh é deich n-uaire. Bailigh an méid riachtanach den fhionraí baictéarach caolaithe, scaip é ar mheán agair agus déan é a chultúr ag 37°C agus 56% taiseachas coibhneasta ar feadh 24 uair an chloig. Is é seo an fhoirmle chun éifeachtacht fhrithmhiocróbach a ríomh: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), áit a seasann C agus A do líon na gcoilíneachtaí tar éis 24 uair an chloig, faoi seach. Saothraithe i ngrúpa rialaithe agus i bhfíochán ilchodach Ag/PVA/PP.
Rinneadh meastóireacht ar mharthanacht fabraicí ilchodacha Ag/PVA/PP trína níochán de réir ISO 105-C10:2006.1A. Le linn an níocháin, tum an fabraic ilchodach tástála Ag/PVA/PP (30x40mm2) i dtuaslagán uiscí ina bhfuil glantach tráchtála (5.0g/L) agus nigh í ag 40±2 rpm agus 40±5 rpm /nóim. luas ard. °C 10, 20, 30, 40 agus 50 timthriall. Tar éis an níocháin, sruthlaítear an fabraic trí huaire le huisce agus triomaítear í ag teocht 50-60°C ar feadh 30 nóiméad. Tomhaiseadh an t-athrú ar ábhar airgid tar éis an níocháin chun céim na gníomhaíochta frithbhaictéaraí a chinneadh.
Taispeánann Fíor 1 léaráid scéimeach de mhonarú fabraice ilchodach Ag/PVA/PP. Is é sin le rá, tumtar ábhar neamhfhite PP i dtuaslagán measctha de PVA agus glúcós. Triomaítear an t-ábhar neamhfhite atá líonta le PP chun an modhnóir agus an gníomhaire laghdaitheora a shocrú chun ciseal séalaithe a fhoirmiú. Tumtar an fabraic neamhfhite polapróipiléine triomaithe i dtuaslagán amóinia airgid chun na nana-cháithníní airgid a thaisceadh in situ. Is fachtóirí tábhachtacha iad tiúchan an mhodhnóra, an cóimheas mólar glúcóis le hamóinia airgid, tiúchan amóinia airgid agus teocht an imoibrithe ar dheascadh na nana-nanapháipéirí Ag. Taispeánann Fíor 2a an spleáchas atá ag uillinn teagmhála uisce na fabraice Ag/PVA/PP ar thiúchan an mhodhnóra. Nuair a mhéadaíonn tiúchan an mhodhnóra ó 0.5% de réir meáchain go 1.0% de réir meáchain, laghdaíonn uillinn teagmhála na fabraice Ag/PVA/PP go suntasach; nuair a mhéadaíonn tiúchan an mhodhnóra ó 1.0% de réir meáchain go 2.0% de réir meáchain, ní athraíonn sé go praiticiúil. Taispeánann Fíor 2 b íomhánna SEM de shnáithíní PP íona agus fabraicí Ag/PVA/PP ullmhaithe ag tiúchan amóinia airgid 50 mM agus cóimheasa mólaracha éagsúla glúcóis le hamóinia airgid (1:1, 3:1, 5:1, agus 9:1). . íomhá. ). Tá an snáithín PP mar thoradh air sin réasúnta réidh. Tar éis é a ionchorprú le scannán PVA, gliúitear roinnt snáithíní le chéile; Mar gheall ar thaisceadh na nana-cháithníní airgid, éiríonn na snáithíní réasúnta garbh. De réir mar a mhéadaíonn an cóimheas mólarach den ghníomhaire laghdaitheora le glúcós, tiúchann an ciseal taiscthe de nana-nana Ag de réir a chéile, agus de réir mar a mhéadaíonn an cóimheas mólarach go 5:1 agus 9:1, bíonn claonadh ag nana-nana Ag comhiomláin a fhoirmiú. Bíonn íomhánna macrascópacha agus micreascópacha de shnáithín PP níos aonfhoirmí, go háirithe nuair a bhíonn an cóimheas mólarach den ghníomhaire laghdaitheora le glúcós 5:1. Taispeántar grianghraif dhigiteacha de na samplaí comhfhreagracha a fuarthas ag 50 mM amóinia airgid i bhFíor S1.
Athruithe in uillinn theagmhála uisce fabraice Ag/PVA/PP ag tiúchain PVA éagsúla (a), íomhánna SEM d'fhabraic Ag/PVA/PP a fuarthas ag tiúchan amóinia airgid de 50 mM agus cóimheasa mólaracha éagsúla glúcóis agus amóinia airgid [(b))); (1) snáithín PP, (2) snáithín PVA/PP, (3) cóimheas mólarach 1:1, (4) cóimheas mólarach 3:1, (5) cóimheas mólarach 5:1, (6) cóimheas mólarach 9:1], patrún difreactaithe X-gha (c) agus íomhá SEM (d) d'fhabraic Ag/PVA/PP a fuarthas ag tiúchain amóinia airgid: (1) 5 mM, (2) 10 mM, (3) 30 mM, (4) 50 mM, (5) 90 mM agus (6) Ag/PP-30 mM. Is é 60°C teocht an imoibrithe.
I bhFíor 2c, taispeántar patrún difreactaithe X-ghathaithe an fhabraic Ag/PVA/PP a eascraíonn as. Chomh maith le buaic difreactaithe snáithín PP 37, comhfhreagraíonn ceithre bhuaic difreactaithe ag 2θ = ∼ 37.8°, 44.2°, 64.1° agus 77.3° do (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), Plána criostail (3 1 1) de nana-cháithníní airgid lárnaithe ar an aghaidh chiúbach. De réir mar a mhéadaíonn tiúchan amóinia airgid ó 5 go 90 mM, éiríonn patrúin XRD Ag níos géire, rud a thagann le méadú ina dhiaidh sin ar chriostalacht. De réir fhoirmle Scherrer, ríomhadh go raibh méideanna gráin nana-cháithníní Ag ullmhaithe le 10 mM, 30 mM agus 50 mM amóinia airgid 21.3 nm, 23.3 nm agus 26.5 nm, faoi seach. Tá sé seo amhlaidh toisc gurb é tiúchan amóinia airgid an fórsa tiomána taobh thiar den imoibriú laghdaithe chun airgead miotalach a fhoirmiú. De réir mar a mhéadaíonn tiúchan amóinia airgid, méadaíonn ráta núicléaithe agus fáis na n-NPanna Ag. Taispeánann Fíor 2d na híomhánna SEM de fabraicí Ag/PVA/PP a fhaightear ag tiúchain éagsúla amóinia Ag. Ag tiúchan amóinia airgid de 30 mM, bíonn an ciseal taiscthe de na NPanna Ag sách aonchineálach. Mar sin féin, nuair a bhíonn tiúchan amóinia airgid ró-ard, bíonn claonadh ag aonfhoirmeacht an chiseal taiscthe NP Ag laghdú, rud a d'fhéadfadh a bheith mar gheall ar chomhiomlánú láidir sa chiseal taiscthe NP Ag. Ina theannta sin, tá dhá chruth ar nana-cháithníní airgid ar an dromchla: sféarúil agus scálach. Tá méid na gcáithníní sféarúil thart ar 20–80 nm, agus tá méid cliathánach an lamellar thart ar 100–300 nm (Fíor S2). Tá an ciseal taiscthe de nana-cháithníní Ag ar dhromchla fabraice PP neamhmhodhnaithe míchothrom. Ina theannta sin, cuireann méadú na teochta laghdú na nNPanna Ag chun cinn (Fíor S3), ach ní chuireann teocht imoibrithe ró-ard deascadh roghnach na nNPanna Ag chun cinn.
Léiríonn Fíor 3a go sceitseach an gaol idir tiúchan amóinia airgid, méid an airgid taiscthe, agus gníomhaíocht fhrithmhiocróbach na fabraice Ag/PVA/PP ullmhaithe. Taispeánann Fíor 3b na patrúin fhrithmhiocróbacha de na samplaí ag tiúchain éagsúla amóinia airgid, rud a léiríonn go díreach stádas frithmhiocróbach na samplaí. Nuair a mhéadaigh tiúchan an amóinia airgid ó 5 mM go 90 mM, mhéadaigh méid an deascadh airgid ó 13.67 g/kg go 481.81 g/kg. Ina theannta sin, de réir mar a mhéadaíonn méid an taiscthe airgid, méadaíonn an ghníomhaíocht fhrithmhiocróbach i gcoinne E. coli ar dtús agus ansin fanann sí ag leibhéal ard. Go sonrach, nuair a bhíonn tiúchan an amóinia airgid 30 mM, is é 67.62 g/kg méid an taiscthe airgid san fhabraic Ag/PVA/PP mar thoradh air, agus is é 99.99% an ráta frithmhiocróbach. Agus roghnaigh an sampla seo mar ionadaí le haghaidh tréithriú struchtúrach ina dhiaidh sin.
(a) An gaol idir leibhéal na gníomhaíochta frithbhaictéaraí agus méid an chiseal Ag a cuireadh i bhfeidhm agus tiúchan an amóinia airgid; (b) Grianghraif de phlátaí cultúir baictéaracha a tógadh le ceamara digiteach ina bhfuil samplaí bána agus samplaí ullmhaithe ag baint úsáide as 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM agus 90 mM amóinia airgid. Gníomhaíocht fhrithbhaictéarach fabraice Ag/PVA/PP i gcoinne Escherichia coli
Taispeánann Fíor 4a speictrim FTIR/ATR PP, PVA/PP, Ag/PP agus Ag/PVA/PP. Tá na bandaí ionsúcháin de shnáithín PP íon ag 2950 cm-1 agus 2916 cm-1 mar gheall ar chreathadh síneadh neamhshiméadrach na ngrúpaí –CH3 agus –CH2-, agus ag 2867 cm-1 agus 2837 cm-1 tá siad mar gheall ar chreathadh síneadh siméadrach na ngrúpaí –CH3 agus –CH2-. –CH3 agus –CH2–. Cuirtear na bandaí ionsúcháin ag 1375 cm-1 agus 1456 cm-1 i leith chreathadh aistrithe neamhshiméadrach agus siméadrach –CH338.39. Tá speictream FTIR snáithín Ag/PP cosúil le speictream snáithín PP. Chomh maith leis an mbanda ionsúcháin de PP, cuirtear an buaic ionsúcháin nua ag 3360 cm-1 de fabraicí PVA/PP agus Ag/PVA/PP i leith síneadh an naisc hidrigine den ghrúpa –OH. Léiríonn sé seo gur éirigh le PVA a chur i bhfeidhm go rathúil ar dhromchla snáithín polapróipiléine. Ina theannta sin, tá buaic ionsúcháin hiodrocsaile fabraice Ag/PVA/PP beagán níos laige ná buaic ionsúcháin fabraice PVA/PP, rud a d'fhéadfadh a bheith mar gheall ar chomhordú roinnt grúpaí hiodrocsaile le hairgead.
Speictream FT-IR (a), cuar TGA (b) agus speictream tomhais XPS (c) de PP íon, fabraic PVA/PP agus fabraic Ag/PVA/PP, agus speictream C1s de PP íon (d), fabraic PVA/PP PP (e) agus buaic 3d Ag (f) de fabraic Ag/PVA/PP.
I bhFíor 4c, taispeánann sé speictrim XPS fabraicí PP, PVA/PP, agus Ag/PVA/PP. Is féidir an comhartha O 1s lag de shnáithín polapróipiléine íon a chur i leith an eilimint ocsaigine atá ionsúite ar an dromchla; cuirtear buaic C 1s ag 284.6 eV i leith CH agus CC (féach Fíor 4d). I gcomparáid le snáithín PP íon, taispeánann fabraic PVA/PP (Fíor 4e) ardfheidhmíocht ag 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) agus 288.5 eV (H–C=O)38. Ina theannta sin, is féidir speictream O1s fabraice PVA/PP a mheas go garbh le dhá bhuaic ag 532.3 eV agus 533.2 eV41 (Fíor S4), agus comhfhreagraíonn na buaicphointí C1s seo do C–OH agus H–C=O (grúpaí hiodrocsaile PVA agus grúpa glúcóis aldehyde), rud atá comhsheasmhach leis na sonraí FTIR. Coinníonn an fabraic neamhfhite Ag/PVA/PP speictream O1s C-OH (532.3 eV) agus HC=O (533.2 eV) (Fíor S5), arb é atá ann 65.81% (céatadán adamhach) C, 22.89.% O agus 11.31% Ag (Fíor S4). Go háirithe, cruthaíonn buaicphointí Ag 3d5/2 agus Ag 3d3/2 ag 368.2 eV agus 374.2 eV (Fíor 4f) go bhfuil na nanopartáití ag dul i bhfeidhm ar dhromchla fabraice neamhfhite PVA/PP42.
Léiríonn cuar TGA (Fíor 4b) de PP íon, fabraic Ag/PP, agus fabraic Ag/PVA/PP go dtéann siad faoi phróisis dhíghrádaithe teirmeacha comhchosúla, agus go mbíonn méadú beag ar theocht dhíghrádaithe teirmeach snáithíní PP mar thoradh ar thaisceadh na n-NPanna Ag. Snáithíní PVA/PP (ó 480 °C (snáithíní PP) go 495 °C), b'fhéidir mar gheall ar fhoirmiú bacainn Ag43. Ag an am céanna, ba iad na méideanna iarmharacha de shamplaí íona de PP, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50 agus Ag/PP-W50 tar éis téimh ag 800 °C ná 1.32%, 16.26% agus 13.86%. % faoi seach 9.88% agus 2.12% (tagraíonn an iarmhír W50 anseo do 50 timthriall níocháin). Cuirtear an chuid eile den PP íon i leith eisíontais, agus an chuid eile de na samplaí atá fágtha i leith nana-nanapháipéir ghlantacháin (Ag NPs), agus ba cheart go mbeadh an difríocht i méid iarmharach na samplaí atá luchtaithe le hairgead mar gheall ar mhéideanna difriúla nana-cháithníní airgid atá luchtaithe orthu. Ina theannta sin, tar éis fabraic Ag/PP a ní 50 uair, laghdaíodh an cion airgid iarmharach faoi 94.65%, agus laghdaíodh cion airgid iarmharach fabraic Ag/PVA/PP faoi thart ar 31.74%. Léiríonn sé seo gur féidir le sciath chuimsithe PVA greamaitheacht AgNPs leis an maitrís PP a fheabhsú go héifeachtach.
Chun compord caitheamh a mheas, tomhaiseadh tréscaoilteacht aeir agus ráta tarchuir gal uisce na fabraice polapróipiléine ullmhaithe. Go ginearálta, tá baint ag análú le compord teirmeach an úsáideora, go háirithe i dtimpeallachtaí te agus tais44. Mar a thaispeántar i bhFíor 5a, is é 2050 mm/s tréscaoilteacht aeir PP íon, agus tar éis modhnú PVA laghdaíonn sé go 856 mm/s. Tá sé seo amhlaidh toisc go gcabhraíonn an scannán PVA atá foirmithe ar dhromchla an tsnáithín PP agus an chuid fite leis na bearnaí idir na snáithíní a laghdú. Tar éis Ag NPs a chur i bhfeidhm, méadaíonn tréscaoilteacht aeir fabraice PP mar gheall ar thomhaltas sciath PVA agus Ag NPs á gcur i bhfeidhm. Ina theannta sin, is gnách go laghdaíonn análú fabraicí Ag/PVA/PP de réir mar a mhéadaíonn tiúchan amóinia airgid ó 10 go 50 mmol. D’fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar an bhfíric go méadaíonn tiús an taiscí airgid de réir mar a mhéadaíonn tiúchan amóinia airgid, rud a chabhraíonn le líon na bpoll agus an dóchúlacht go dtiocfaidh gal uisce tríothu a laghdú.
(a) Tréscaoilteacht aeir fabraicí Ag/PVA/PP ullmhaithe le tiúchain éagsúla amóinia airgid; (b) Tarchur gal uisce fabraicí Ag/PVA/PP ullmhaithe le tiúchain éagsúla amóinia airgid; (c) Modhnóirí éagsúla Cuar teanntachta fabraice Ag/PVA/PP a fuarthas ag tiúchain éagsúla; (d) Cuar teanntachta fabraice Ag/PVA/PP a fuarthas ag tiúchain éagsúla amóinia airgid (Taispeántar fabraic Ag/PVA/PP a fuarthas ag tiúchan amóinia airgid 30 mM freisin) (Déan comparáid idir cuartha teanntachta fabraicí PP tar éis 40 timthriall níocháin).
Is táscaire tábhachtach eile ar chompord teirmeach fabraice é ráta tarchurtha gaile uisce45. Is cosúil go mbíonn tionchar den chuid is mó ag análú agus airíonna dromchla ar thréscaoilteacht taise fabraicí. Is é sin le rá, braitheann tréscaoilteacht aeir den chuid is mó ar líon na bpoll; bíonn tionchar ag airíonna dromchla ar thréscaoilteacht taise grúpaí hidreafíleacha trí adsú-idirleathadh-dí-ionsú móilíní uisce. Mar a thaispeántar i bhFíor 5b, is é 4810 g/(m2·24h) tréscaoilteacht taise snáithín PP íon. Tar éis séalú le sciath PVA, laghdaíonn líon na bpoll sa snáithín PP, ach méadaíonn tréscaoilteacht taise fabraic PVA/PP go 5070 g/(m2·24h), ós rud é go gcinntear a tréscaoilteacht taise den chuid is mó ag airíonna dromchla, ní ag na póir. Tar éis taisceadh AgNPanna, méadaíodh tréscaoilteacht taise fabraic Ag/PVA/PP tuilleadh. Go háirithe, is é 10300 g/(m2·24h) an tréscaoilteacht taise uasta i bhfabraic Ag/PVA/PP a fhaightear ag tiúchan amóinia airgid de 30 mM. Ag an am céanna, d’fhéadfadh tréscaoilteacht taise éagsúil fabraicí Ag/PVA/PP a fhaightear ag tiúchain éagsúla amóinia airgid a bheith bainteach le difríochtaí i dtiús an tsraithe taiscthe airgid agus líon a phiocháin.
Bíonn tionchar mór ag airíonna meicniúla fabraicí ar a saolré seirbhíse, go háirithe mar ábhair in-athchúrsáilte46. Taispeánann Fíor 5c cuar struis teanntachta fabraice Ag/PVA/PP. Níl ach 2.23 MPa i neart teanntachta PP íon, agus méadaítear neart teanntachta fabraice PVA/PP 1% de réir meáchain go 4.56 MPa, rud a léiríonn go gcabhraíonn ionchorprú fabraice PVA PP lena hairíonna meicniúla a fheabhsú go suntasach. Méadaíonn neart teanntachta agus fadú ag briseadh fabraice PVA/PP de réir mar a mhéadaíonn tiúchan an mhodhnóra PVA toisc gur féidir leis an scannán PVA an strus a bhriseadh agus an snáithín PP a neartú. Mar sin féin, nuair a mhéadaíonn tiúchan an mhodhnóra go 1.5% de réir meáchain, déanann PVA greamaitheach an fabraic polapróipiléine righin, rud a théann i bhfeidhm go mór ar chompord caitheamh.
I gcomparáid le fabraicí PP agus PVA/PP íon, feabhsaítear neart teanntachta agus fadú ag briseadh fabraicí Ag/PVA/PP tuilleadh toisc gur féidir le nana-cháithníní Ag atá dáilte go haonfhoirmeach ar dhromchla snáithíní PP an t-ualach a dháileadh47,48. Is léir go bhfuil neart teanntachta snáithín Ag/PP níos airde ná neart PP íon, ag sroicheadh 3.36 MPa (Fíor 5d), rud a dhearbhaíonn éifeacht láidir agus neartaitheach na n-NPanna Ag. Go háirithe, taispeánann an fabraic Ag/PVA/PP a tháirgtear ag tiúchan amóinia airgid de 30 mM (in ionad 50 mM) an neart teanntachta agus an fadú uasta ag briseadh, rud atá fós mar gheall ar thaisceadh aonfhoirmeach NPanna Ag chomh maith leis an taisceadh aonfhoirmeach. Comhiomlánú NPanna airgid faoi choinníollacha ard-tiúchana amóinia airgid. Ina theannta sin, tar éis 40 timthriall níocháin, laghdaigh neart teanntachta agus fadú ag briseadh fabraice Ag/PVA/PP ullmhaithe ag tiúchan amóinia airgid 30 mM faoi 32.7% agus 26.8%, faoi seach (Fíor 5d), rud a d'fhéadfadh a bheith bainteach le caillteanas beag nana-cháithníní airgid a taisceadh ina dhiaidh seo.
Taispeánann Fíor 6a agus b grianghraif ceamara digiteacha d'fhabraic Ag/PVA/PP agus d'fhabraic Ag/PP tar éis iad a ní ar feadh 0, 10, 20, 30, 40, agus 50 timthriall ag tiúchan amóinia airgid 30 mM. Éiríonn fabraic Ag/PVA/PP liath dorcha agus fabraic Ag/PP liath éadrom de réir a chéile tar éis iad a ní; agus ní cosúil go bhfuil an t-athrú datha ar an gcéad cheann le linn an níocháin chomh tromchúiseach leis an dara ceann. Ina theannta sin, i gcomparáid le fabraic Ag/PP, laghdaigh cion airgid fhabraic Ag/PVA/PP go réasúnta mall tar éis iad a ní; tar éis iad a ní 20 uair nó níos mó, choinnigh an chéad cheann cion airgid níos airde ná an dara ceann (Fíor 6c). Léiríonn sé seo gur féidir le snáithíní PP a chuimsiú le sciath PVA greamaitheacht NPanna Ag le snáithíní PP a fheabhsú go suntasach. Taispeánann Fíor 6d na híomhánna SEM d'fhabraic Ag/PVA/PP agus d'fhabraic Ag/PP tar éis iad a ní ar feadh 10, 40, agus 50 timthriall. Cailltear níos lú nana-snáithíní Ag i bhfabraicí Ag/PVA/PP le linn níocháin ná mar a chailltear i bhfabraicí Ag/PP, arís toisc go gcabhraíonn an sciath chuimsitheach PVA le greamaitheacht na nana-snáithíní Ag le snáithíní PP a fheabhsú.
(a) Grianghraif d'fhabraic Ag/PP a tógadh le ceamara digiteach (tógtha ag tiúchan amóinia airgid 30 mM) tar éis níocháin ar feadh 0, 10, 20, 30, 40 agus 50 timthriall (1-6); (b) Grianghraif Ag/PVA/PP d'fhabraic a tógadh le ceamara digiteach (tógtha ag tiúchan amóinia airgid 30 mM) tar éis níocháin ar feadh 0, 10, 20, 30, 40 agus 50 timthriall (1-6); (c) Athruithe ar ábhar airgid an dá fhabraic thar thimthriallta níocháin; (d) Íomhánna SEM d'fhabraic Ag/PVA/PP (1-3) agus fabraic Ag/PP (4-6) tar éis 10, 40 agus 50 timthriall níocháin.
Taispeánann Fíor 7 an ghníomhaíocht fhrithbhaictéarach agus grianghraif ceamara digiteacha de fabraicí Ag/PVA/PP i gcoinne E. coli tar éis 10, 20, 30 agus 40 timthriall níocháin. Tar éis 10 agus 20 níocháin, d'fhan feidhmíocht fhrithbhaictéarach fabraicí Ag/PVA/PP ag 99.99% agus 99.93%, rud a léiríonn gníomhaíocht fhrithbhaictéarach den scoth. Laghdaigh leibhéal frithbhaictéarach fabraice Ag/PVA/PP beagán tar éis 30 agus 40 uair níocháin, agus ba chúis leis sin ná cailliúint AgNPs tar éis níocháin fhadtéarmach. Mar sin féin, níl ach 80.16% i ráta frithbhaictéarach fabraice Ag/PP tar éis 40 níocháin. Is léir go bhfuil éifeacht fhrithbhaictéarach fabraice Ag/PP tar éis 40 timthriall níocháin i bhfad níos lú ná éifeacht fabraice Ag/PVA/PP.
(a) Leibhéal gníomhaíochta frithbhaictéarach i gcoinne E. coli. (b) Chun comparáide, taispeántar freisin grianghraif den fhabraic Ag/PVA/PP a tógadh le ceamara digiteach tar éis an fhabraic Ag/PP a ní ag tiúchan amóinia airgid 30 mM ar feadh 10, 20, 30, 40 agus 40 timthriall.
I bhFíor 8, taispeántar go sceitseach monarú fabraice Ag/PVA/PP ar scála mór ag baint úsáide as bealach rolla-go-rolla dhá chéim. Is é sin, sáithíodh an tuaslagán PVA/glúcóis i bhfráma an rolla ar feadh tréimhse áirithe ama, ansin tógadh amach é, agus ansin líonta le tuaslagán amóinia airgid ar an mbealach céanna chun fabraic Ag/PVA/PP a fháil. (Fíor 8a). Coinníonn an fabraic Ag/PVA/PP a leanann as sin gníomhaíocht fhrithmhiocróbach den scoth fós fiú má fhágtar í ar feadh bliana. Chun fabraicí Ag/PVA/PP a ullmhú ar scála mór, líontaíodh na neamhfhite PP a leanann as sin i bpróiseas rolla leanúnach agus ansin cuireadh trí thuaslagán PVA/glúcóis agus tuaslagán amóinia airgid iad de réir a chéile agus próiseáladh iad. dhá mhodh. Físeáin ceangailte. Rialaítear an t-am líonta trí luas an tsorcóra a choigeartú, agus rialaítear méid an tuaslagáin ionsúite tríd an achar idir na rollóirí a choigeartú (Fíor 8b), rud a fhágann go bhfaightear an fabraic neamhfhite Ag/PVA/PP sprice de mhéid mór (50 cm × 80 cm) agus an sorcóir bailiúcháin. Tá an próiseas iomlán simplí agus éifeachtach, rud a chabhróidh le táirgeadh ar scála mór.
Léaráid sceitseach de tháirgeadh táirgí sprice mórmhéide (a) agus léaráid sceitseach den phróiseas rolla le haghaidh táirgeadh ábhar neamhfhite Ag/PVA/PP (b).
Déantar neamhfhite PVA/PP ina bhfuil airgead a tháirgeadh trí theicneolaíocht shimplí taiscthe céime leachta in situ in éineacht leis an mbealach rolla-go-rolla. I gcomparáid le fabraic PP agus fabraic PVA/PP, feabhsaítear airíonna meicniúla na fabraice neamhfhite Ag/PVA/PP ullmhaithe go suntasach toisc gur féidir leis an tsraith séalaithe PVA greamaitheacht na nNPanna Ag le snáithíní PP a fheabhsú go suntasach. Ina theannta sin, is féidir méid luchtaithe PVA agus ábhar na nNPanna airgid san fhabraic neamhfhite Ag/PVA/PP a rialú go maith trí thiúchan an tuaslagáin PVA/glúcóis agus an tuaslagáin amóinia airgid a choigeartú. Go háirithe, léirigh fabraic neamhfhite Ag/PVA/PP a ullmhaíodh ag baint úsáide as tuaslagán amóinia airgid 30 mM na hairíonna meicniúla is fearr agus choinnigh sí gníomhaíocht fhrithbhaictéarach den scoth i gcoinne E. coli fiú tar éis 40 timthriall níocháin, rud a léiríonn acmhainneacht mhaith frith-shalaithe. Ábhar neamhfhite PP. I gcomparáid le sonraí litríochta eile, léirigh na fabraicí a fuair muid ag baint úsáide as modhanna níos simplí friotaíocht níos fearr in aghaidh níocháin. Ina theannta sin, tá tréscaoilteacht taise agus compord caitheamh idéalach ag an bhfabraic neamhfhite Ag/PVA/PP mar thoradh air sin, rud a fhéadann a cur i bhfeidhm in iarratais thionsclaíocha a éascú.
Cuir san áireamh na sonraí uile a fuarthas nó a ndearnadh anailís orthu le linn an staidéir seo (agus a gcomhaid faisnéise tacaíochta).
Russell, SM et al. Bithbhraiteoirí chun dul i ngleic le stoirm cítocín COVID-19: dúshláin romhainn. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V agus Harkey A. COVID-19 agus freagairtí ilorgáin. ceist reatha. croí. 45, 100618 (2020).
Zhang R, et al. Déantar meastacháin ar líon na gcásanna coróinvíris in 2019 sa tSín a choigeartú de réir céime agus réigiún eindéimeach. tosaigh. leigheas. 14, 199–209 (2020).
Gao J. et al. Ábhar ilchodach fabraice polapróipiléine neamhfhite solúbtha, sárhidreafóbach agus an-seoltach le haghaidh cosaint i gcoinne trasnaíochta leictreamaighnéadaí. Innealtóir Ceimiceach. J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. et al. Forbairt scannán nana-chomhchodach polaicrilinítríle/airgid ilfheidhmeacha: gníomhaíocht fhrithbhaictéarach, gníomhaíocht chatalaíoch, seoltacht, cosaint UV agus braiteoirí SERS gníomhacha. J. Matt. resource. technologies. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U agus Parajuli N. Taighde reatha ar nana-cháithníní airgid: sintéis, tréithriú agus feidhmeanna. J. Nanomaterials. 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN Próiseas simplí chun dúch seoltaí bunaithe ar airgead a ullmhú agus é a chur i bhfeidhm ar dhromchlaí roghnacha minicíochta. Nanoteicneolaíocht 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. et al. Cumasaíonn polaiméirí hipearbhrainseacha úsáid nana-cháithníní airgid mar chobhsaitheoirí le haghaidh priontáil inkjet ar chiorcaid sholúbtha. R. Shuker. Chemical. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P agus Kawasaki HJML Líonraí féitheacha duille seoltaí arna dtáirgeadh trí fhéin-chomhthionól nana-cháithníní airgid le haghaidh feidhmeanna féideartha i braiteoirí solúbtha. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Nanosféir agus eagair shilice maisithe le nana-cháithníní airgid mar foshraitheanna féideartha le haghaidh scaipeadh Raman feabhsaithe dromchla. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. et al. Braiteoir scaipthe Raman feabhsaithe dromchla solúbtha ar scála mór (SERS) le hardchobhsaíocht agus aonfhoirmeacht comhartha. ACS Application Matt. Interfaces 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG et al. Feidhmíonn heitreostruchtúr ordlathach de nana-slata fullairéine maisithe le nana-cháithníní airgid (Ag-FNRanna) mar foshraith SERS neamhspleách aon-cháithnín éifeachtach. fisic. Ceimiceach. Ceimiceach. fisic. 27, 18873–18878 (2018).
Emam, HE agus Ahmed, HB Staidéar comparáideach ar nanastruchtúir homa-mhiotalacha agus heitre-mhiotalacha bunaithe ar agar le linn díghrádaithe catalaíoch ruaime. idirnáisiúntacht. J. Biol. Móilíní móra. 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mikhail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS agus Ahmed, HB Nanacatalaíocht atá ag brath ar mhiotal chun truailleáin aramatacha a laghdú. Dé Céadaoin. an eolaíocht. truailliú. acmhainn. idirnáisiúntacht. 27, 6459–6475 (2020).
Ahmed HB agus Emam HE Nanastruchtúir trí-chroí-bhlaosc (Ag-Au-Pd) a fhástar ó shíolta ag teocht an tseomra le haghaidh íonú uisce féideartha. tástáil polaiméir. 89, 106720 (2020).
Am an phoist: 26 Samhain 2023