Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com. Tha taic CSS cuibhrichte aig an dreach den bhrobhsair a tha thu a’ cleachdadh. Airson na toraidhean as fheàrr, tha sinn a’ moladh dreach nas ùire den bhrobhsair agad a chleachdadh (no modh co-chòrdalachd a chuir dheth ann an Internet Explorer). Aig an aon àm, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, tha sinn a’ taisbeanadh an làraich gun stoidhle no JavaScript.
An-diugh, tha aodach gnìomhach le feartan antibacterial nas mòr-chòrdte. Ach, tha cinneasachadh cosg-èifeachdach de dh’ aodach gnìomhach le coileanadh seasmhach agus cunbhalach fhathast na dhùbhlan. Chaidh deoch polyvinyl (PVA) a chleachdadh gus aodach neo-fhighte polypropylene (PP) atharrachadh, agus an uairsin chaidh nanoparticles airgid (AgNPs) a thasgadh in situ gus aodach PP /PVA/PP (ris an canar AgNPs) làn AgNPs atharraichte le PVA a dhèanamh. Bidh cruinneachadh snàithleach PP a’ cleachdadh còmhdach PVA a’ cuideachadh le bhith a’ leasachadh gu mòr greamachadh NPs Ag luchdaichte ri snàithleach PP, agus tha feartan meacanaigeach agus strì an aghaidh Escherichia coli (ris an canar E. coli) a’ nochdadh feartan meacanaigeach agus strì an aghaidh Escherichia coli (ris an canar E. coli) a tha air an leasachadh gu mòr. San fharsaingeachd, tha feartan meacanaigeach nas fheàrr aig aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP a chaidh a thoirt a-mach aig dùmhlachd ammonia airgid 30mM, agus tha an ìre dìon antibacterial an aghaidh E. coli a’ ruighinn 99.99%. Tha gnìomhachd antibacterial sàr-mhath fhathast aig an aodach às deidh 40 nighe agus tha comas aige airson a chleachdadh a-rithist. A bharrachd air sin, tha cothroman cleachdaidh farsaing aig aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP ann an gnìomhachas air sgàth cho math ‘s a tha e a’ dol tro èadhair agus tro taiseachd. A bharrachd air sin, tha sinn air teicneòlas rolla-gu-rolla a leasachadh agus air sgrùdadh tòiseachaidh a dhèanamh gus dèanamh cinnteach gu bheil an dòigh seo comasach.
Le doimhneachadh cruinneachadh eaconamach, tha gluasadan sluaigh air sgèile mhòr air cothrom sgaoileadh bhìoras a mheudachadh gu mòr, agus tha seo a’ mìneachadh gu math carson a tha comas cho làidir aig a’ choròna-bhìoras ùr sgaoileadh air feadh an t-saoghail agus cho duilich ‘s a tha e casg a chuir air1,2,3. San t-seagh seo, tha feum èiginneach air stuthan ùra antibacterial a leasachadh, leithid neo-fhighte polypropylene (PP), mar stuthan dìon meidigeach. Tha buannachdan aig aodach neo-fhighte polypropylene leithid dùmhlachd ìosal, neo-ghnìomhachd cheimigeach agus cosgais ìseal4, ach chan eil comas antibacterial aige, beatha seirbheis ghoirid agus èifeachdas dìon ìosal. Mar sin, tha e air leth cudromach feartan antibacterial a thoirt do stuthan neo-fhighte PP.
Mar àidseant antibacterial àrsaidh, tha airgead air a dhol tro chòig ìrean leasachaidh: fuasgladh airgid colloidal, sulfadiazine airgid, salann airgid, airgead pròtain agus nano-airgead. Tha nanoparticles airgid air an cleachdadh barrachd is barrachd ann an raointean leithid leigheas5,6, seoltachd7,8,9, sgapadh Raman leasaichte air an uachdar10,11,12, lobhadh catalytic de dhhathan13,14,15,16 msaa. Gu sònraichte, tha buannachdan aig nanoparticles airgid (AgNPs) thairis air àidseantan antimicrobial traidiseanta leithid salainn meatailt, todhar ammonium ceathrarach agus triclosan air sgàth an strì an aghaidh bacteria, seasmhachd, cosgais ìosal agus gabhail ris an àrainneachd17,18,19 a tha a dhìth. A bharrachd air an sin, faodar nanoparticles airgid le farsaingeachd uachdar sònraichte mòr agus gnìomhachd antibacterial àrd a cheangal ri aodach clòimh20, aodach cotan21,22, aodach polyester agus aodach eile gus leigeil ma sgaoil fo smachd, maireannach de ghràineanan airgid antibacterial23,24. Tha seo a’ ciallachadh, le bhith a’ glacadh AgNPs, gu bheil e comasach aodach PP le gnìomhachd antibacterial a chruthachadh. Ach, chan eil buidhnean gnìomhach aig neo-fhighte PP agus tha polarity ìosal aca, rud nach eil a’ brosnachadh còmhdach AgNPs. Gus faighinn thairis air an easbhaidh seo, tha cuid de luchd-rannsachaidh air feuchainn ri nanoparticles Ag a thasgadh air uachdar aodach PP a’ cleachdadh diofar dhòighean atharrachaidh a’ gabhail a-steach spraeadh plasma26,27, grafadh rèididheachd28,29,30,31 agus còmhdach uachdar32. Mar eisimpleir, thug Goli et al. [33] a-steach còmhdach pròtain air uachdar aodach neo-fhighte PP, faodaidh na amino-aigéid aig iomall sreath a’ phròtain a bhith nan puingean acair airson ceangal AgNPs, agus mar sin a’ coileanadh deagh fheartan antibacterial. Lorg Li agus co-obraichean34 gu robh gnìomhachd làidir antimicrobial aig N-isopropylacrylamide agus N-(3-aminopropyl)methacrylamide hydrochloride air an co-ghrafadh le gràbhaladh ultraviolet (UV), ged a tha am pròiseas gràbhaladh UV iom-fhillte agus faodaidh e na feartan meacanaigeach a lughdachadh. snàithleanan. Dh’ullaich Oliani et al filmichean gel Ag NPs-PP le gnìomhachd antibacterial sàr-mhath le bhith a’ ro-làimhseachadh PP fìor-ghlan le rèididheachd gamma; ge-tà, bha an dòigh aca iom-fhillte cuideachd. Mar sin, tha e fhathast na dhùbhlan stuthan neo-fhighte polypropylene ath-chuairteachail a dhèanamh gu h-èifeachdach agus gu furasta leis a’ ghnìomhachd antimicrobial a tha a dhìth.
Anns an sgrùdadh seo, thathas a’ cleachdadh alcol polyvinyl, stuth membran a tha càirdeil don àrainneachd agus aig prìs ìseal le deagh chomas film a chruthachadh, hydrophilicity àrd, agus seasmhachd corporra is ceimigeach sàr-mhath, gus aodach polypropylene atharrachadh. Thathas a’ cleachdadh glùcois mar àidseant lughdachadh36. Bidh àrdachadh ann an lùth uachdar a’ PP atharraichte a’ brosnachadh tasgadh roghnach AgNPs. An coimeas ri aodach PP fìor-ghlan, sheall an t-aodach Ag/PVA/PP ullaichte ath-chuairteachadh math, gnìomhachd antibacterial sàr-mhath an aghaidh E. coli, deagh fheartan meacanaigeach eadhon às deidh 40 cearcall nighe, agus comas anail, gnè agus treòiteachd taiseachd cudromach.
Chaidh an t-aodach neo-fhighte PP le grabhataidh shònraichte de 25 g/m2 agus tiugh de 0.18 mm a thoirt seachad le Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, Sìona) agus a ghearradh ann an siotaichean a’ tomhas 5 × 5 cm2. Chaidh nitrate airgid (99.8%; AR) a cheannach bho Xilong Scientific Co., Ltd. (Shantou, Sìona). Chaidh glùcois a cheannach bho Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Fuzhou, Sìona). Chaidh alcol polyvinyl (riochdaire ìre gnìomhachais) a cheannach bho Tianjin Sitong Chemical Factory (Tianjin, Sìona). Chaidh uisge dì-ionichte a chleachdadh mar fhuasglaiche no sruthladh agus chaidh ullachadh san obair-lann againn. Chaidh agar beathachaidh agus broth a cheannach bho Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd. (Beijing, Sìona). Chaidh E. coli strain (ATCC 25922) a cheannach bho Zhangzhou Bochuang Company (Zhangzhou, Sìona).
Chaidh an clò PP a thig às a nighe le ultrasound ann an ethanol airson 15 mionaidean. Chaidh am PVA a thig às a chur ri uisge agus a theasachadh aig 95°C airson 2 uair a thìde gus fuasgladh uisgeach fhaighinn. An uairsin chaidh glùcois a sgaoileadh ann an 10 ml de fhuasgladh PVA le bloigh mais de 0.1%, 0.5%, 1.0% agus 1.5%. Chaidh an t-aodach neo-fhighte polypropylene glan a bhogadh ann am fuasgladh PVA / glùcois agus a theasachadh aig 60°C airson 1 uair a thìde. Às deidh an teasachadh a chrìochnachadh, thèid an t-aodach neo-fhighte air a bhlàthachadh le PP a thoirt a-mach às an fhuasgladh PVA / glùcois agus a thiormachadh aig 60°C airson 0.5 uair a thìde gus film PVA a chruthachadh air uachdar an lìn, agus mar sin a’ faighinn aodach co-dhèanta PVA / PP.
Tha naitrid airgid air a sgaoileadh ann an 10 ml de dh’uisge le gluasad cunbhalach aig teòthachd an t-seòmair agus tha ammonia air a chur ris boinneagan às dèidh boinne gus an atharraich an fhuasgladh bho shoilleir gu donn agus soilleir a-rithist gus fuasgladh ammonia airgid (5–90 mM) fhaighinn. Cuir aodach neo-fhighte PVA/PP ann am fuasgladh ammonia airgid agus teas e aig 60°C airson 1 uair a thìde gus nanoparticles Ag a chruthachadh in situ air uachdar an aodaich, an uairsin nigh e le uisge trì tursan agus tiormaich aig 60°C airson 0.5 uair a thìde gus aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP fhaighinn.
Às dèidh deuchainnean tòiseachaidh, thog sinn uidheam rolla-gu-rolla san obair-lann airson cinneasachadh mòr-sgèile de dh’ aodach co-dhèanta. Tha na rolairean air an dèanamh de PTFE gus casg a chuir air droch bhuaidhean agus truailleadh. Rè a’ phròiseis seo, faodar smachd a chumail air an ùine bogadh agus meud an fhuasglaidh a chaidh a shùghadh le bhith ag atharrachadh astar nan rolairean agus an astar eadar na rolairean gus an t-aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP a tha thu ag iarraidh fhaighinn.
Chaidh morf-eòlas uachdar an fhighe a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh miocroscop sganaidh dealanach VEGA3 (SEM; Japan Electronics, Iapan) aig bholtaids luathachaidh de 5 kV. Chaidh structar criostail nan nano-ghràinean airgid a sgrùdadh le diffraction ghathan-X (XRD; Bruker, D8 Advanced, a’ Ghearmailt; rèididheachd Cu Kα, λ = 0.15418 nm; bholtaids: 40 kV, sruth: 40 mA) anns an raon 10–80°. 2θ. Chaidh speactrometer infridhearg cruth-atharrachaidh Fourier (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) a chleachdadh gus feartan ceimigeach aodach polypropylene atharraichte air uachdar a sgrùdadh. Chaidh susbaint atharraiche PVA aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP a thomhas le mion-sgrùdadh thermogravimetric (TGA; Mettler Toledo, an Eilbheis) fo shruth naitridean. Chaidh speactramaitreachd mais plasma ceangailte gu h-inductive (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) a chleachdadh gus susbaint airgid aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP a dhearbhadh.
Chaidh treòiteachd adhair agus ìre tar-chuir smùid uisge aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP (sònrachadh: 78 × 50cm2) a thomhas le buidheann deuchainn treas-phàrtaidh (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) a rèir GB/T. 5453-1997 agus GB/T 12704.2-2009. Airson gach sampall, thèid deich puingean eadar-dhealaichte a thaghadh airson deuchainn, agus is e an dàta a thug a’ bhuidheann seachad cuibheasachd nan deich puingean.
Chaidh gnìomhachd antibacterial aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP a thomhas a rèir inbhean Sìneach GB/T 20944.1-2007 agus GB/T 20944.3- a’ cleachdadh dòigh sgaoilidh truinnsear agar (mion-sgrùdadh càileachdail) agus dòigh flasg-crathaidh (mion-sgrùdadh cainneachdail). . fa leth ann an 2008. Chaidh gnìomhachd antibacterial aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP an aghaidh Escherichia coli a dhearbhadh aig diofar amannan nighe. Airson dòigh sgaoilidh truinnsear agar, tha an t-aodach co-dhèanta deuchainn Ag/PVA/PP air a phutadh a-steach do dhiosca (trast-thomhas: 8 mm) a’ cleachdadh punch agus air a cheangal ri mias Petri agar anns an robh Escherichia coli (ATCC 25922) air a chonnadh. ; 3.4 × 108 CFU ml-1) agus an uairsin air a ghoir aig 37°C agus 56% taiseachd coimeasach airson timcheall air 24 uair a thìde. Chaidh an sòn casg a sgrùdadh gu dìreach bho mheadhan an diosc gu cearcall-thomhas a-staigh nan coloinidhean mun cuairt. A’ cleachdadh dòigh a’ fhlasg-chrathadh, chaidh truinnsear còmhnard 2 × 2 cm2 ullachadh bhon aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP a chaidh a dhearbhadh agus a chur san fèin-chlabhadh ann an àrainneachd broth aig 121°C agus 0.1 MPa airson 30 mionaid. Às dèidh a’ fhèith-chlabhadh, chaidh an sampall a bhogadh ann am flasg Erlenmeyer 5-mL anns an robh 70 mL de fhuasgladh cultar broth (dùmhlachd crochaidh 1 × 105–4 × 105 CFU/mL) agus an uairsin a ghoir aig teòthachd luaineach de 150 °C. rpm agus 25°C airson 18 uairean a thìde. Às dèidh a’ chrathadh, cruinnich meud sònraichte de chrochadh bacterial agus caolaich e deich uiread. Cruinnich an ìre riatanach de chrochadh bacterial caolaichte, sgaoil e air meadhan agar agus cuir ann an cultar aig 37°C agus 56% taiseachd coimeasach airson 24 uairean a thìde. Is e am foirmle airson èifeachdas antibacterial obrachadh a-mach: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), far a bheil C agus A a’ riochdachadh an àireamh de choloinidhean an dèidh 24 uairean, fa leth. Air àiteachadh ann am buidheann smachd agus clò co-dhèanta Ag/PVA/PP.
Chaidh seasmhachd aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP a mheasadh le bhith gan nighe a rèir ISO 105-C10:2006.1A. Rè an nighe, bog an t-aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP deuchainn (30x40mm2) ann am fuasgladh uisgeach anns a bheil inneal-glanaidh malairteach (5.0g/L) agus nigh e aig 40±2 rpm agus 40±5 rpm /min. aig astar àrd. °C 10, 20, 30, 40 agus 50 cearcall. Às dèidh a nighe, thèid an t-aodach a shruthladh trì tursan le uisge agus a thiormachadh aig teòthachd 50-60°C airson 30 mionaid. Chaidh an t-atharrachadh ann an susbaint airgid às dèidh a nighe a thomhas gus ìre gnìomhachd antibacterial a dhearbhadh.
Tha Figear 1 a’ sealltainn diagram sgemataig de dhèanamh aodach co-dhèanta Ag/PVA/PP. ’S e sin, tha stuth neo-fhighte PP air a bhogadh ann am fuasgladh measgaichte de PVA agus glùcois. Tha an stuth neo-fhighte air a bheil PP air a thiormachadh gus an atharraiche agus an t-àidseant lughdachadh a dhaingneachadh gus còmhdach seulachaidh a chruthachadh. Tha an t-aodach neo-fhighte polypropylene tiormaichte air a bhogadh ann am fuasgladh ammonia airgid gus na nanoparticles airgid a thasgadh in situ. Tha dùmhlachd an atharraiche, an co-mheas molar de ghlùcois ri ammonia airgid, dùmhlachd ammonia airgid agus teòthachd an ath-bhualadh a’ toirt buaidh air sileadh nan nanoparticles Ag nam factaran cudromach. Tha Figear 2a a’ sealltainn mar a tha ceàrn conaltraidh uisge an aodaich Ag/PVA/PP an urra ri dùmhlachd an atharraiche. Nuair a dh’àrdaicheas dùmhlachd an atharraiche bho 0.5 wt.% gu 1.0 wt.%, bidh ceàrn conaltraidh an aodaich Ag/PVA/PP a’ lùghdachadh gu mòr; nuair a dh’àrdaicheas dùmhlachd an atharraiche bho 1.0 wt.% gu 2.0 wt.%, chan eil e ag atharrachadh gu practaigeach. Tha Figear 2b a’ sealltainn ìomhaighean SEM de shnàithleanan PP fìor-ghlan agus aodach Ag/PVA/PP air an ullachadh aig dùmhlachd ammonia airgid 50 mM agus co-mheasan molar eadar-dhealaichte de ghlùcois ri ammonia airgid (1:1, 3:1, 5:1, agus 9:1). . ìomhaigh. ). Tha an snàithleach PP a thig às a sin an ìre mhath rèidh. Às dèidh a chur ann am film PVA, tha cuid de shnàithleanan air an glaodhadh ri chèile; Air sgàth tasgadh nan nanoparticles airgid, bidh na snàithleanan a’ fàs an ìre mhath garbh. Mar a bhios an co-mheas molar den àidseant lughdachadh ri glùcois ag àrdachadh, bidh an còmhdach tasgadh de nanoparticles Ag a’ tiughad mean air mhean, agus mar a bhios an co-mheas molar ag àrdachadh gu 5:1 agus 9:1, bidh nanoparticles Ag buailteach cruinneachaidhean a chruthachadh. Bidh ìomhaighean macrascopic agus microscopic de shnàithleach PP a’ fàs nas aonfhoirmeil, gu sònraichte nuair a tha an co-mheas molar den àidseant lughdachadh ri glùcois 5:1. Tha dealbhan didseatach de na sampallan co-fhreagarrach a fhuaireadh aig 50 mM ammonia airgid air an sealltainn ann am Figear S1.
Atharrachaidhean ann an ceàrn conaltraidh uisge aodach Ag/PVA/PP aig diofar dùmhlachdan PVA (a), ìomhaighean SEM de dh’aodach Ag/PVA/PP a fhuaireadh aig dùmhlachd ammonia airgid de 50 mM agus diofar cho-mheasan molar de ghlùcois agus ammonia airgid [(b))); (1) snàithleach PP, (2) snàithleach PVA/PP, (3) co-mheas molar 1:1, (4) co-mheas molar 3:1, (5) co-mheas molar 5:1, (6) co-mheas molar 9:1], pàtran diffraction X-ghath (c) agus ìomhaigh SEM (d) de dh’aodach Ag/PVA/PP a fhuaireadh aig dùmhlachdan ammonia airgid: (1) 5 mM, (2) 10 mM, (3) 30 mM, (4) 50 mM, (5) 90 mM agus (6) Ag/PP-30 mM. Is e 60°C an teòthachd ath-bhualaidh.
Ann am Figear. Tha Figear 2c a’ sealltainn pàtran diffraction X-ghath an aodaich Ag/PVA/PP a thig às. A bharrachd air bàrr diffraction snàithleach PP 37, tha ceithir bàrr diffraction aig 2θ = ∼ 37.8°, 44.2°, 64.1° agus 77.3° a’ freagairt ri (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), plèana criostail (3 1 1) de nanoparticles airgid le meadhan aghaidh ciùbach. Mar a bhios dùmhlachd ammonia airgid ag àrdachadh bho 5 gu 90 mM, bidh pàtrain XRD Ag a’ fàs nas géire, a rèir àrdachadh às dèidh sin ann an criostalachd. A rèir foirmle Scherrer, chaidh meudan gràin nan nanoparticles Ag a chaidh ullachadh le 10 mM, 30 mM agus 50 mM ammonia airgid obrachadh a-mach mar 21.3 nm, 23.3 nm agus 26.5 nm, fa leth. Tha seo air sgàth 's gur e dùmhlachd ammonia airgid am prìomh fheachd air cùl an ath-bhualaidh lughdachadh gus airgead meatailteach a chruthachadh. Le dùmhlachd ammonia airgid ag àrdachadh, bidh an ìre niùclasachaidh agus fàs nan nanopartain Ag ag àrdachadh. Tha Figear 2d a’ sealltainn nan ìomhaighean SEM de aodach Ag/PVA/PP a fhuaireadh aig diofar dùmhlachdan de ammonia Ag. Aig dùmhlachd ammonia airgid de 30 mM, tha an còmhdach tasgaidh de nanopartain Ag caran aon-ghnèitheach. Ach, nuair a tha dùmhlachd ammonia airgid ro àrd, bidh aon-ghnèitheachd còmhdach tasgaidh nanopartain Ag buailteach a dhol sìos, agus is dòcha gu bheil seo mar thoradh air cruinneachadh làidir anns an t-còmhdach tasgaidh nanopartain Ag. A bharrachd air an sin, tha dà chumadh aig nanopartain airgid air an uachdar: cruinn agus sgàileach. Tha meud nan gràinean cruinn timcheall air 20–80 nm, agus tha meud taobhach nanopartain timcheall air 100–300 nm (Figear S2). Tha an còmhdach tasgaidh de nanopartain Ag air uachdar aodach PP neo-atharraichte neo-chothromach. A bharrachd air an sin, bidh àrdachadh na teòthachd a’ brosnachadh lughdachadh nan nanopartain Ag (Figear S3), ach chan eil teòthachd ath-bhualaidh ro àrd a’ brosnachadh sileadh roghnach nan nanopartain Ag.
Tha Figear 3a a’ sealltainn gu sgemataigeach an dàimh eadar dùmhlachd ammonia airgid, meud an airgid a chaidh a thasgadh, agus gnìomhachd antibacterial an aodaich Ag/PVA/PP ullaichte. Tha Figear 3b a’ sealltainn nam pàtrain antibacterial de na sampallan aig diofar dùmhlachdan de ammonia airgid, a dh’ fhaodadh inbhe antibacterial nan sampallan a nochdadh gu dìreach. Nuair a dh’ èirich dùmhlachd ammonia airgid bho 5 mM gu 90 mM, dh’ èirich meud an sileadh airgid bho 13.67 g/kg gu 481.81 g/kg. A bharrachd air an sin, mar a bhios meud an tasgadh airgid ag àrdachadh, bidh an gnìomhachd antibacterial an aghaidh E. coli ag àrdachadh an toiseach agus an uairsin a’ fuireach aig ìre àrd. Gu sònraichte, nuair a tha dùmhlachd ammonia airgid 30 mM, tha meud tasgadh airgid san aodach Ag/PVA/PP a thig às 67.62 g/kg, agus tha an ìre antibacterial 99.99%. agus tagh an sampall seo mar riochdachadh airson comharrachadh structarail às dèidh sin.
(a) Ceangal eadar ìre gnìomhachd antibacterial agus meud an t-sreath Ag a chaidh a chur an sàs agus dùmhlachd ammonia airgid; (b) Dealbhan de phlàtaichean cultar bacterial a chaidh a thogail le camara didseatach a’ sealltainn sampallan bàn agus sampallan air an ullachadh a’ cleachdadh 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM agus 90 mM ammonia airgid. Gnìomhachd antibacterial aodach Ag/PVA/PP an aghaidh Escherichia coli
Tha Figear 4a a’ sealltainn speactra FTIR/ATR PP, PVA/PP, Ag/PP agus Ag/PVA/PP. Tha na còmhlain-sùghaidh de shnàithleach PP fìor-ghlan aig 2950 cm-1 agus 2916 cm-1 mar thoradh air crith sìneadh neo-chothromach nam buidhnean –CH3 agus –CH2-, agus aig 2867 cm-1 agus 2837 cm-1 tha iad mar thoradh air crith sìneadh co-chothromach nam buidhnean –CH3 agus –CH2-. –CH3 agus –CH2–. Tha na còmhlain-sùghaidh aig 1375 cm-1 agus 1456 cm-1 air an cur às leth crith gluasaid neo-chothromach agus co-chothromach de –CH338.39. Tha speactram FTIR snàithleach Ag/PP coltach ri speactram snàithleach PP. A bharrachd air a’ chòmhlan-sùghaidh de PP, tha am bàrr-sùghaidh ùr aig 3360 cm-1 de dh’ aodach PVA/PP agus Ag/PVA/PP air a chur às leth sìneadh a’ cheangail haidridean den bhuidheann –OH. Tha seo a’ sealltainn gu bheil PVA air a chur an sàs gu soirbheachail air uachdar snàithleach polypropylene. A bharrachd air an sin, tha bàrr gabhail a-steach hydroxyl aodach Ag/PVA/PP beagan nas laige na bàrr aodach PVA/PP, agus is dòcha gur ann mar thoradh air co-òrdanachadh cuid de bhuidhnean hydroxyl le airgead a tha seo.
Speactram FT-IR (a), lùb TGA (b) agus speactram tomhais XPS (c) de PP fìor-ghlan, aodach PVA/PP agus aodach Ag/PVA/PP, agus speactram C1s de PP fìor-ghlan (d), aodach PVA/PP PP (e) agus bàrr 3d Ag (f) de aodach Ag/PVA/PP.
Ann am Figear 4c, tha speactram XPS aodach PP, PVA/PP, agus Ag/PVA/PP a’ sealltainn. Faodar an comharra O 1s lag de shnàithleach polypropylene fìor-ghlan a chur às leth an eileamaid ocsaidean a tha air a ghlacadh air an uachdar; tha an ìre as àirde C 1s aig 284.6 eV air a chur às leth CH agus CC (faic Figear 4d). An coimeas ri snàithleach PP fìor-ghlan, tha aodach PVA/PP (Figear 4e) a’ sealltainn coileanadh àrd aig 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. A bharrachd air sin, faodar speactram O 1s aodach PVA/PP a thomhas le dà mhullach aig 532.3 eV agus 533.2 eV41 (Figear S4), tha na mullaichean C 1s seo a’ freagairt ri C–OH agus H–C=O (buidhnean hydroxyl PVA agus buidheann aldehyde glùcois), a tha a rèir dàta FTIR. Tha an t-aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP a’ cumail speactram O 1s de C-OH (532.3 eV) agus HC=O (533.2 eV) (Figear S5), anns a bheil 65.81% (ceudad atamach) C, 22.89.% O agus 11.31% Ag (Figear S4). Gu sònraichte, tha mullaichean Ag 3d5/2 agus Ag 3d3/2 aig 368.2 eV agus 374.2 eV (Figear 4f) a’ dearbhadh tuilleadh gu bheil nanopartain Ag air an dopadh air uachdar aodach neo-fhighte PVA/PP42.
Tha lùban TGA (Figear 4b) de PP fìor-ghlan, aodach Ag/PP, agus aodach Ag/PVA/PP a’ sealltainn gu bheil iad a’ dol tro phròiseasan lobhadh teirmeach coltach ri chèile, agus tha tasgadh nan NPs Ag ag adhbhrachadh àrdachadh beag ann an teòthachd lobhadh teirmeach snàithleanan PP. Snàithleanan PVA/PP (bho 480 °C (snàithleanan PP) gu 495 °C), is dòcha mar thoradh air cruthachadh cnap-starra Ag43. Aig an aon àm, b’ e na tha air fhàgail de shamhlaichean fìor-ghlan de PP, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50 agus Ag/PP-W50 às deidh teasachadh aig 800 °C 1.32%, 16.26% agus 13.86%. % fa leth 9.88% agus 2.12% (tha an t-iar-leasachan W50 an seo a’ toirt iomradh air 50 cearcall nighe). Tha an còrr de PP fìor-ghlan air a chur às leth neo-chunbhalachdan, agus an còrr de na sampallan a tha air fhàgail às leth Ag NPs, agus bu chòir an diofar anns an ìre a tha air fhàgail de shampaill làn airgid a bhith mar thoradh air diofar mheudan de nanoparticles airgid a chaidh a luchdachadh orra. A bharrachd air an sin, às deidh aodach Ag/PP a nighe 50 uair, chaidh an susbaint airgid a bha air fhàgail a lùghdachadh 94.65%, agus chaidh susbaint airgid a bha air fhàgail de dh’ aodach Ag/PVA/PP a lùghdachadh mu 31.74%. Tha seo a’ sealltainn gun urrainn do chòmhdach capsal PVA greamachadh AgNPs ris a’ mhaitrice PP a leasachadh gu h-èifeachdach.
Gus comhfhurtachd caitheamh a mheasadh, chaidh an ìre treòiteachd adhair agus ìre tar-chuir smùid uisge an aodaich polypropylene ullaichte a thomhas. San fharsaingeachd, tha an comas anail a tharraing co-cheangailte ri comhfhurtachd teirmeach an neach-cleachdaidh, gu sònraichte ann an àrainneachdan teth is tais44. Mar a chithear ann am Figear 5a, tha treòiteachd adhair PP fìor-ghlan 2050 mm/s, agus às deidh atharrachadh PVA bidh e a’ lùghdachadh gu 856 mm/s. Tha seo air sgàth gu bheil am film PVA a chaidh a chruthachadh air uachdar snàithleach PP agus am pàirt fighte a’ cuideachadh le bhith a’ lughdachadh nam beàrnan eadar na snàithleanan. Às deidh NPs Ag a chuir an sàs, bidh treòiteachd adhair aodach PP ag àrdachadh air sgàth caitheamh còmhdach PVA nuair a thathar a’ cur NPs Ag an sàs. A bharrachd air an sin, tha an comas anail aodach Ag / PVA / PP buailteach a dhol sìos mar a bhios dùmhlachd ammonia airgid ag àrdachadh bho 10 gu 50 mmol. Is dòcha gu bheil seo air sgàth gu bheil tiugh an tasgadh airgid ag àrdachadh le dùmhlachd ammonia airgid ag àrdachadh, a chuidicheas le bhith a’ lughdachadh àireamh nam pores agus an coltachd gum bi smùid uisge a’ dol troimhe.
(a) Treòiteachd adhair aodach Ag/PVA/PP air ullachadh le diofar dùmhlachdan de ammonia airgid; (b) Tar-chur smùid uisge aodach Ag/PVA/PP air ullachadh le diofar dùmhlachdan de ammonia airgid; (c) Diofar atharraichean Lùb teannachaidh aodach Ag/PVA/PP a fhuaireadh aig diofar dùmhlachdan; (d) Lùb teannachaidh aodach Ag/PVA/PP a fhuaireadh aig diofar dùmhlachdan de ammonia airgid (Tha aodach Ag/PVA/PP a fhuaireadh aig dùmhlachd ammonia airgid 30 mM air a shealltainn cuideachd) (Dèan coimeas eadar na lùban teannachaidh de dh’ aodach PP an dèidh 40 cearcall nighe).
’S e ìre tar-chuir smùid uisge comharradh cudromach eile air comhfhurtachd teirmeach aodaich45. Tha e a’ tionndadh a-mach gu bheil treòiteachd taiseachd aodaich air a bhrosnachadh sa mhòr-chuid le comas anail agus feartan uachdar. ’S e sin, tha treòiteachd adhair an urra sa mhòr-chuid ri àireamh nam pores; bidh feartan uachdar a’ toirt buaidh air treòiteachd taiseachd bhuidhnean hydrophilic tro adsorption-diffusion-desorption mholacilean uisge. Mar a chithear ann am Figear 5b, tha treòiteachd taiseachd snàithleach PP fìor-ghlan 4810 g/(m2·24h). Às deidh seulachadh le còmhdach PVA, bidh àireamh nan tuill anns an t-snàithleach PP a’ lùghdachadh, ach tha treòiteachd taiseachd an aodaich PVA/PP ag àrdachadh gu 5070 g/(m2·24h), leis gu bheil a threòiteachd taiseachd air a dhearbhadh sa mhòr-chuid le feartan an uachdair, chan e pores. Às deidh tasgadh AgNPs, chaidh treòiteachd taiseachd aodach Ag/PVA/PP a mheudachadh tuilleadh. Gu sònraichte, is e 10300 g/(m2·24h) an treòiteachd taiseachd as àirde ann an aodach Ag/PVA/PP a gheibhear aig dùmhlachd ammonia airgid de 30 mM. Aig an aon àm, is dòcha gu bheil eadar-dhealachaidhean ann an tighead an t-sreath tasgaidh airgid agus àireamh a phòran, agus gum bi diofar dhòighean air treòiteachd taiseachd ann an aodach Ag/PVA/PP a gheibhear aig diofar dùmhlachdan de ammonia airgid co-cheangailte ri eadar-dhealachaidhean ann an tiughas an t-sreath tasgaidh airgid.
Tha buaidh mhòr aig feartan meacanaigeach aodach air an ùine seirbheis, gu h-àraidh mar stuthan ath-chuairteachail46. Tha Figear 5c a’ sealltainn lùb cuideam tensile aodach Ag/PVA/PP. Chan eil neart tensile PP fìor-ghlan ach 2.23 MPa, agus tha neart tensile aodach PVA/PP 1 wt% air a mheudachadh gu mòr gu 4.56 MPa, a’ nochdadh gu bheil còmhdach aodach PVA PP a’ cuideachadh le bhith a’ leasachadh a fheartan meacanaigeach gu mòr. Bidh neart tensile agus sìneadh aig briseadh aodach PVA/PP ag àrdachadh le dùmhlachd atharraiche PVA a tha a’ sìor fhàs leis gu bheil am film PVA comasach air an cuideam a bhriseadh agus an snàithleach PP a neartachadh. Ach, nuair a bhios dùmhlachd an atharraiche ag èirigh gu 1.5 wt.%, bidh PVA steigeach a’ dèanamh an aodach polypropylene cruaidh, a bheir buaidh mhòr air comhfhurtachd caitheamh.
An coimeas ri aodach PP fìor-ghlan agus PVA/PP, tha neart tensile agus sìneadh aig àm briseadh aodach Ag/PVA/PP air a leasachadh tuilleadh leis gu bheil mìrean nano Ag air an sgaoileadh gu cothromach air uachdar snàithleanan PP comasach air an luchd a sgaoileadh47,48. Chithear gu bheil neart tensile snàithleach Ag/PP nas àirde na neart PP fìor-ghlan, a’ ruighinn 3.36 MPa (Figear 5d), a tha a’ dearbhadh buaidh làidir is neartachaidh nan nanopartannan Ag. Gu sònraichte, tha an neart tensile agus an sìneadh as motha aig àm briseadh aig aodach Ag/PVA/PP a chaidh a thoirt a-mach aig dùmhlachd ammonia airgid de 30 mM (an àite 50 mM), a tha fhathast mar thoradh air tasgadh cunbhalach nan nanopartannan Ag a bharrachd air an tasgadh cunbhalach. Cruinneachadh nan nanopartannan airgid fo chumhachan dùmhlachd àrd de ammonia airgid. A bharrachd air sin, an dèidh 40 cearcall nighe, lùghdaich neart tensile agus sìneadh aig briseadh aodach Ag/PVA/PP a chaidh ullachadh aig dùmhlachd ammonia airgid 30 mM le 32.7% agus 26.8%, fa leth (Figear 5d), agus dh’ fhaodadh seo a bhith co-cheangailte ri call beag de nanoparticles airgid a chaidh a thasgadh às dèidh seo.
Tha Figearan 6a agus b a’ sealltainn dealbhan camara didseatach de dh’ aodach Ag/PVA/PP agus aodach Ag/PP an dèidh a nighe airson 0, 10, 20, 30, 40, agus 50 cearcall aig dùmhlachd ammonia airgid 30 mM. Bidh aodach Ag/PVA/PP liath-dhorcha agus aodach Ag/PP mean air mhean a’ fàs liath-bhàn an dèidh a nighe; agus chan eil coltas gu bheil atharrachadh dath a’ chiad fhear rè an nighe cho dona ris an dàrna fear. A bharrachd air an sin, an taca ri aodach Ag/PP, lùghdaich susbaint airgid aodach Ag/PVA/PP gu math slaodach an dèidh a nighe; an dèidh a nighe 20 uair no barrachd, chùm a’ chiad fhear susbaint airgid nas àirde na an tè mu dheireadh (Figear 6c). Tha seo a’ nochdadh gum faod còmhdach PVA snàithleanan PP a leasachadh gu mòr mar a bhios na nanopartan Ag a’ greamachadh ri snàithleanan PP. Tha Figear 6d a’ sealltainn ìomhaighean SEM de dh’ aodach Ag/PVA/PP agus aodach Ag/PP an dèidh a nighe airson 10, 40, agus 50 cearcall. Bidh nas lugha de chall nan nanopartannan Ag ann an aodach Ag/PVA/PP nuair a thathar ga nighe na ann an aodach Ag/PP, a-rithist leis gu bheil an còmhdach PVA a chuidicheas le bhith a’ leasachadh greamachadh nan nanopartannan Ag ri snàithleanan PP.
(a) Dealbhan de dh’aodach Ag/PP air an togail le camara didseatach (air an togail aig dùmhlachd ammonia airgid 30 mM) an dèidh a nighe airson 0, 10, 20, 30, 40 agus 50 cearcall (1-6); (b) Dealbhan de dh’aodach Ag/PVA/PP air an togail le camara didseatach (air an togail aig dùmhlachd ammonia airgid 30 mM) an dèidh a nighe airson 0, 10, 20, 30, 40 agus 50 cearcall (1-6); (c) Atharrachaidhean ann an susbaint airgid an dà aodach thar chearcallan nighe; (d) Dealbhan SEM de dh’aodach Ag/PVA/PP (1-3) agus aodach Ag/PP (4-6) an dèidh 10, 40 agus 50 cearcall nighe.
Tha Figear 7 a’ sealltainn gnìomhachd antibacterial agus dealbhan camara didseatach de dh’ aodach Ag/PVA/PP an aghaidh E. coli an dèidh 10, 20, 30 agus 40 cearcall nighe. An dèidh 10 agus 20 nighe, dh’fhan coileanadh antibacterial aodach Ag/PVA/PP aig 99.99% agus 99.93%, a’ sealltainn gnìomhachd antibacterial sàr-mhath. Lùghdaich ìre antibacterial aodach Ag/PVA/PP beagan an dèidh 30 agus 40 nighe, agus bha seo mar thoradh air call AgNPs an dèidh nighe fad-ùine. Ach, chan eil an ìre antibacterial aig aodach Ag/PP an dèidh 40 nighe ach 80.16%. Tha e follaiseach gu bheil buaidh antibacterial aodach Ag/PP an dèidh 40 cearcall nighe mòran nas lugha na buaidh aodach Ag/PVA/PP.
(a) Ìre gnìomhachd antibacterial an aghaidh E. coli. (b) Airson coimeas, chithear dealbhan den aodach Ag/PVA/PP a chaidh a thogail le camara didseatach an dèidh a nighe aig dùmhlachd ammonia airgid 30 mM airson 10, 20, 30, 40 agus 40 cearcall cuideachd.
Ann am Figear 8, tha e a’ sealltainn gu sgemataigeach mar a chaidh aodach Ag/PVA/PP air sgèile mhòr a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh slighe rolla-gu-rolla dà-ìre. ’S e sin, chaidh am fuasgladh PVA/glùcois a bogadh ann am frèam an rolla airson ùine shònraichte, an uairsin a thoirt a-mach, agus an uairsin a bogadh le fuasgladh airgid ammonia san aon dòigh gus aodach Ag/PVA/PP fhaighinn. (Figear 8a). Tha gnìomhachd antibacterial sàr-mhath fhathast aig an aodach Ag/PVA/PP a thig às a sin eadhon ged a thèid fhàgail airson bliadhna. Airson ullachadh mòr-sgèile de dh’aodach Ag/PVA/PP, chaidh na neo-fhighte PP a thig às a sin a bogadh ann am pròiseas rolla leantainneach agus an uairsin a chur tro fhuasgladh PVA/glùcois agus fuasgladh airgid ammonia às dèidh a chèile agus a phròiseasadh. dà dhòigh. Bhideothan ceangailte. Tha an ùine bogadh air a smachdachadh le bhith ag atharrachadh astar an rolair, agus tha meud an fhuasglaidh a tha air a ghabhail a-steach air a smachdachadh le bhith ag atharrachadh an astair eadar na rolairean (Figear 8b), agus mar sin a’ faighinn an t-aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP targaid de mheud mòr (50 cm × 80 cm). ) agus rolair cruinneachaidh. Tha am pròiseas gu lèir sìmplidh agus èifeachdach, a tha freagarrach airson cinneasachadh mòr-sgèile.
Diagram sgemataigeach de chinneasachadh thoraidhean targaid mòra (a) agus diagram sgemataigeach den phròiseas rollaidh airson cinneasachadh stuthan neo-fhighte Ag/PVA/PP (b).
Tha neo-fhighte PVA/PP anns a bheil airgead air an dèanamh le bhith a’ cleachdadh teicneòlas sìmplidh tasgadh ìre leaghaidh in-situ còmhla ris an t-slighe rolla-gu-rolla. An coimeas ri aodach PP agus aodach PVA/PP, tha feartan meacanaigeach an aodaich neo-fhighte Ag/PVA/PP ullaichte air an leasachadh gu mòr leis gu bheil an còmhdach seulachaidh PVA comasach air greamachadh NPs Ag ri snàithleanan PP a leasachadh gu mòr. A bharrachd air an sin, faodar smachd math a chumail air meud luchdachadh PVA agus susbaint NPs airgid anns an aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP le bhith ag atharrachadh dùmhlachd fuasgladh PVA/glùcois agus fuasgladh ammonia airgid. Gu sònraichte, sheall aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP a chaidh ullachadh a’ cleachdadh fuasgladh ammonia airgid 30 mM na feartan meacanaigeach as fheàrr agus chùm e gnìomhachd antibacterial sàr-mhath an aghaidh E. coli eadhon às deidh 40 cearcall nighe, a’ sealltainn comas math an-aghaidh salachar. Stuth neo-fhighte PP. An coimeas ri dàta litreachas eile, sheall na h-aodach a fhuair sinn a’ cleachdadh dhòighean nas sìmplidhe strì nas fheàrr an aghaidh nighe. A bharrachd air an sin, tha treòiteachd taiseachd agus comhfhurtachd caitheamh air leth aig an aodach neo-fhighte Ag/PVA/PP a thig às, a dh’ fhaodas a chleachdadh ann an tagraidhean gnìomhachais a dhèanamh nas fhasa.
Cuir a-steach a h-uile dàta a fhuaireadh no a chaidh a sgrùdadh rè na sgrùdaidh seo (agus na faidhlichean fiosrachaidh taiceil aca).
Russell, SM et al. Bith-mhothadairean gus sabaid an aghaidh stoirm cytokine COVID-19: dùbhlain romhainn. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V agus Harkey A. COVID-19 agus freagairtean ioma-organ. làithreach. ceist. cridhe. 45, 100618 (2020).
Zhang R, et al. Tha tuairmsean air àireamh chùisean coronavirus ann an 2019 ann an Sìona air an atharrachadh a rèir ìre agus roinnean endemic. aghaidh. leigheas. 14, 199–209 (2020).
Gao J. et al. Stuth co-dhèanta aodaich polypropylene neo-fhighte sùbailte, thar-uisge-phobic agus giùlaineach gu math airson dìon bho eadar-theachd electromagnetic. Chemical. engineer. J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. et al. Leasachadh fhilmichean nano-cho-dhèanta polyacrylonitrile/airgid ioma-ghnìomhach: gnìomhachd antibacterial, gnìomhachd catalaíoch, seoltachd, dìon UV agus mothachairean SERS gnìomhach. J. Matt. resource. technologies. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U agus Parajuli N. Rannsachadh làithreach air nano-mhìrean airgid: co-chur, comharrachadh agus tagraidhean. J. Nanomaterials. 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN Pròiseas sìmplidh airson inc giùlain stèidhichte air airgead ullachadh agus a chur air uachdaran a tha roghnach a thaobh tricead. Nanoteicneòlas 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. et al. Leigidh poileamairean hyperbranched le bhith a’ cleachdadh nanoparticles airgid mar chobhsairean airson clò-bhualadh inc-jet de chuairtean sùbailte. R. Shuker. Chemical. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P agus Kawasaki HJML Lìonraidhean cuislean duilleach giùlain air an dèanamh le fèin-chruinneachadh nan nano-mhìrean airgid airson tagraidhean a dh’fhaodadh a bhith ann an mothachairean sùbailte. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Nanosphèirean agus sreathan silica air an sgeadachadh le nano-ghràinean airgid mar bhun-stuthan a dh’fhaodadh a bhith ann airson sgapadh Raman leasaichte air an uachdar. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. et al. Braitear sgapadh Raman leasaichte uachdar sùbailte mòr-sgèile (SERS) le seasmhachd chomharran àrd agus aonfhoirmeachd. ACS Application Matt. Eadar-aghaidhean 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG et al. Tha structar hetero ìreachail de nano-slataichean fullerene air an sgeadachadh le nano-ghràinean airgid (Ag-FNRs) a’ frithealadh mar fho-strat SERS neo-eisimeileach aon-ghràin èifeachdach. fiosaig. Ceimigeach. Ceimigeach. fiosaig. 27, 18873–18878 (2018).
Emam, HE agus Ahmed, HB Sgrùdadh coimeasach air nanostructaran stèidhichte air agar homometallic agus heterometallic rè lobhadh le cataladh datha. eadar-nàiseantachd. J. Biol. Molecules mòra. 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mikhail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS agus Ahmed, HB Nanocatalysis an urra ri meatailt airson lughdachadh truailleadh aromatach. Diciadain. an saidheans. truailleadh. goireas. eadar-nàiseantachd. 27, 6459–6475 (2020).
Ahmed HB agus Emam HE Nanostructaran trì-chridheach (Ag-Au-Pd) air am fàs bho shìol aig teòthachd an t-seòmair airson glanadh uisge a dh’fhaodadh a bhith ann. polymer. test. 89, 106720 (2020).
Àm puist: 26 dhen t-Samhain 2023