Spas ji bo serdana Nature.com. Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin piştgiriya CSS-ê bi sînor e. Ji bo encamên çêtirîn, em pêşniyar dikin ku guhertoyek nûtir a geroka xwe bikar bînin (an jî moda lihevhatinê di Internet Explorer-ê de vemirînin). Di vê navberê de, ji bo misogerkirina piştgiriya domdar, em malperê bêyî şêwazkirin an JavaScript-ê nîşan didin.
Îro, qumaşên fonksiyonel ên bi taybetmendiyên antîbakteriyal populertir in. Lêbelê, hilberîna qumaşên fonksiyonel ên bi performansa domdar û domdar a bi lêçûnek maqûl hîn jî dijwar e. Alkola polîvînîl (PVA) ji bo guherandina qumaşê ne-qilandî ya polîpropîlen (PP) hate bikar anîn, û dûv re nanopartikulên zîv (AgNP) di cîh de hatin danîn da ku qumaşê PP-ya barkirî ya AgNP-yên bi PVA-yê guherandî (wekî AgNP-yan tê binavkirin) hilberînin. /PVA/PP) Kapsulkirina fîberên PP bi karanîna pêçandina PVA dibe alîkar ku zeliqandina Ag NP-yên barkirî bi fîberên PP-yê re bi girîngî baştir bibe, û ne-qilandîyên Ag/PVA/PP taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir û berxwedana li hember Escherichia coli (wekî E. coli tê binavkirin) nîşan didin. Bi gelemperî, qumaşê ne-qilandî yê Ag/PVA/PP ku bi konsantrasyona amonyaka zîv a 30mM tê hilberandin xwedî taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir e, û rêjeya parastina antîbakteriyal a li dijî E. coli digihîje 99.99%. Qumaş hîn jî piştî 40 şuştinan çalakiya antîbakteriyal a hêja diparêze û potansiyela karanîna dubare heye. Herwiha, qumaşê ne-tevnkirî yê Ag/PVA/PP ji ber derbasbûna wê ya baş a hewayê û derbasbûna wê ya şilbûnê, di pîşesaziyê de xwedî perspektîfên sepandina fireh e. Wekî din, me teknolojiyek roll-to-roll jî pêşxistiye û ji bo ceribandina gengazbûna vê rêbazê lêkolînên pêşîn pêk aniye.
Bi kûrbûna globalîzasyona aborî re, tevgerên nifûsê yên di asta mezin de îhtîmala veguhestina vîrusê pir zêde kiriye, ku ev yek baş rave dike çima koronavirusê nû xwedî şiyana belavbûna li çaraliyê cîhanê ye û pêşîlêgirtina wê dijwar e1,2,3. Di vê wateyê de, hewcedariyek lezgîn heye ku materyalên nû yên antîbakteriyal, wekî qumaşên ne-qilandî yên polîpropîlen (PP), wekî materyalên parastinê yên bijîşkî werin pêşve xistin. Qumaşê ne-qilandî yê polîpropîlen xwedî avantajên densiteya kêm, bêbandoriya kîmyewî û lêçûna kêm e4, lê xwedî şiyana antîbakteriyal, temenê karûbarê kurt û bandora parastinê ya kêm nîne. Ji ber vê yekê, girîngiyek mezin heye ku taybetmendiyên antîbakteriyal bidin materyalên ne-qilandî yên PP.
Wekî ajanek kevnar a antîbakteriyal, zîv ji pênc qonaxên pêşveçûnê derbas bûye: çareseriya zîvê koloîdî, sulfadiazîna zîv, xwêya zîv, zîvê proteîn û nanzîv. Nanopartikulên zîv di warên wekî bijîşkî5,6, guhêzbarî7,8,9, belavbûna Raman a bi rûberê zêdekirî10,11,12, hilweşîna katalîtîk a boyaxan13,14,15,16 û hwd. de her ku diçe zêdetir têne bikar anîn. Bi taybetî, nanopartikulên zîv (AgNP) ji ber berxwedana wan a bakteriyal, aramiya wan, lêçûna wan a kêm û qebûlkirina wan a jîngehê17,18,19, li gorî ajanên antîmîkrobî yên kevneşopî yên wekî xwêyên metal, pêkhateyên amonyûma çaremîn û trîklosan xwedî avantaj in17,18,19. Wekî din, nanopartikulên zîv ên bi rûbera taybetî ya mezin û çalakiya antîbakteriyal a bilind dikarin bi qumaşên hirî20, qumaşên pembû21,22, qumaşên polîester û qumaşên din ve werin girêdan da ku berdana kontrolkirî û domdar a perçeyên zîvê antîbakteriyal23,24 bi dest bixin. Ev tê vê wateyê ku bi dorpêçkirina AgNP-an, gengaz e ku qumaşên PP bi çalakiya antîbakteriyal werin afirandin. Lêbelê, qumaşên PP yên ne-tevnkirî komên fonksiyonel nînin û polarîteya wan kêm e, ku ev yek ji bo dorpêçkirina AgNP-yan ne guncaw e. Ji bo derbaskirina vê kêmasiyê, hin lêkolîneran hewl dane ku nanopartikulên Ag li ser rûyê qumaşên PP bi karanîna rêbazên guherînê yên cûrbecûr, di nav de spreykirina plazmayê26,27, şantandina tîrêjê28,29,30,31 û pêçandina rûyê32, bicîh bikin. Mînakî, Goli et al. [33] pêçek proteîn li ser rûyê qumaşê PP yê ne-tevnkirî danî, asîdên amînî yên li derdora qata proteînê dikarin wekî xalên girêdanê ji bo girêdana AgNP-yan xizmet bikin, bi vî rengî taybetmendiyên antîbakteriyal ên baş bi dest dixin. Li û hevkarên wî 34 dîtin ku N-îzopropîlakrîlamîd û N-(3-amînopropîl)metakrîlamîd hîdroklorîd ên ku bi gravkirina ultraviyole (UV) ve hatine hev-tevnkirin çalakiyek antîmîkrobî ya bihêz nîşan dan, her çend pêvajoya gravkirina UV tevlihev e û dikare taybetmendiyên mekanîkî xirab bike. fîber. Oliani et al. fîlmên jel ên Ag NPs-PP bi çalakiya antîbakteriyal a hêja bi pêşdermankirina PP-ya saf bi tîrêjkirina gamma amade kirin; lêbelê, rêbaza wan jî tevlihev bû. Ji ber vê yekê, hilberîna bi bandor û bi hêsanî ya qumaşên polîpropîlen ên ne-tovkirî yên ji nû ve bikarhatî bi çalakiya antîmîkrobî ya xwestî hîn jî dijwar e.
Di vê lêkolînê de, alkola polîvînîl, materyalek parzûnê ya dostê jîngehê û erzan ku xwedî şiyana çêkirina fîlmê ya baş, hîdrofîlîte bilind, û aramiya fîzîkî û kîmyewî ya hêja ye, ji bo guherandina qumaşên polîpropîlenê tê bikar anîn. Glukoz wekî ajanek kêmkirinê tê bikar anîn36. Zêdebûna enerjiya rûyê PP-ya guhertî depoya bijartî ya AgNP-yan pêş dixe. Li gorî qumaşê PP-ya paqij, qumaşê Ag/PVA/PP-ya amadekirî şiyana vezîvirandinê ya baş, çalakiyek antîbakteriyal a hêja li dijî E. coli, taybetmendiyên mekanîkî yên baş tewra piştî 40 çerxên şuştinê jî, û nefesgirtin, derbasbûna cinsî û şilbûnê ya girîng nîşan da.
Qûmaşa PP ya ne-tevnkirî bi giraniya taybetî ya 25 g/m2 û qalindahiya 0.18 mm ji hêla Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, Çîn) ve hatî peyda kirin û di pelên bi pîvana 5×5 cm2 de hatî birîn. Nîtratê zîv (99.8%; AR) ji Xilong Scientific Co., Ltd. (Shantou, Çîn) hatî kirîn. Glukoz ji Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Fuzhou, Çîn) hatî kirîn. Alkola polîvînîl (reaktîfa pola pîşesaziyê) ji Tianjin Sitong Chemical Factory (Tianjin, Çîn) hatî kirîn. Ava deîyonîzekirî wekî çareserker an şuştinê hatî bikar anîn û di laboratûara me de hatî amadekirin. Agar û şorba xurek ji Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd. (Pekîn, Çîn) hatî kirîn. Tîrêja E. coli (ATCC 25922) ji Zhangzhou Bochuang Company (Zhangzhou, Çîn) hatî kirîn.
PP-ya ku derket holê bi ultrasonê di etanolê de 15 deqîqeyan hate şuştin. PVA-ya ku derket holê li avê hate zêdekirin û 2 saetan di 95°C de hate germkirin da ku çareseriyek avî were bidestxistin. Piştre glukoz di 10 ml çareseriya PVA-yê de bi rêjeya girseyî ya 0,1%, 0,5%, 1,0% û 1,5% hate çareserkirin. Qûmaşa ne-tevn a polîpropîlen a safîkirî di çareseriya PVA/glukozê de hate binavkirin û 1 saet di 60°C de hate germkirin. Piştî ku germkirin qediya, qûmaşa ne-tevn a ku bi PP-yê hatiye dagirtin ji çareseriya PVA/glukozê hate derxistin û 0,5 saetan di 60°C de hate zuwakirin da ku fîlmek PVA li ser rûyê tevnê çêbibe, bi vî rengî kompozît PVA/PP hate bidestxistin.
Nîtrata zîv di germahiya odeyê de bi tevdana berdewam di 10 ml avê de tê helandin û amonyak bi dilop bi dilop tê zêdekirin heta ku çareserî ji zelal bibe qehweyî û dîsa zelal bibe da ku çareseriya amonyaka zîv (5-90 mM) were bidestxistin. Qumaşê ne-tevnkirî yê PVA/PP têxin nav çareseriya amonyaka zîv û saetekê di 60°C de germ bikin da ku nanopartikulên Ag li ser rûyê qumaşê çêbibin, dûv re sê caran bi avê bişon û 0.5 saetê di 60°C de hişk bikin da ku qumaşê kompozît Ag/PVA/PP were bidestxistin.
Piştî ceribandinên destpêkê, me di laboratuwarê de alavên roll-to-roll ji bo hilberîna di pîvana mezin a qumaşên kompozît çêkirin. Ji bo dûrketina ji reaksiyonên neyînî û gemarbûnê, roll ji PTFE têne çêkirin. Di vê pêvajoyê de, dema impregnasyonê û mîqdara çareseriya adsorbekirî dikare bi verastkirina leza roll û dûrahiya di navbera rolleyan de were kontrol kirin da ku qumaşê kompozît ê Ag/PVA/PP yê xwestî were bidestxistin.
Morfolojiya rûyê tevnê bi karanîna mîkroskopa elektronê ya şopandina VEGA3 (SEM; Japan Electronics, Japan) bi voltaja lezkirinê ya 5 kV hate lêkolîn kirin. Avahiya krîstal a nanopartikulên zîv bi difraksiyona tîrêjên X (XRD; Bruker, D8 Advanced, Almanya; tîrêjiya Cu Kα, λ = 0.15418 nm; voltaja: 40 kV, herikîn: 40 mA) di navbera 10–80°. 2θ de hate analîz kirin. Spektrometreyek înfrared a veguherîna Fourier (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) ji bo analîzkirina taybetmendiyên kîmyewî yên qumaşê polîpropîlenê yê rûyê-guhertî hate bikar anîn. Naveroka guherînerê PVA ya qumaşên kompozît Ag/PVA/PP bi analîza termogravimetrîkî (TGA; Mettler Toledo, Swîsre) di bin herikîna nîtrojenê de hate pîvandin. Ji bo destnîşankirina naveroka zîv a qumaşên kompozît ên Ag/PVA/PP, spektrometriya girseyî ya plazmaya bi înduksîyonê ve girêdayî (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) hate bikar anîn.
Rêjeya derbasbûna hewayê û rêjeya veguhestina buxara avê ya qumaşê kompozît Ag/PVA/PP (taybetmendî: 78×50cm2) ji hêla ajanseke ceribandinê ya sêyemîn (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) ve li gorî GB/T. 5453-1997 û GB/T 12704.2-2009 hatin pîvandin. Ji bo her nimûneyekê, deh xalên cûda ji bo ceribandinê têne hilbijartin, û daneyên ku ji hêla ajans ve têne peyda kirin navînîya deh xalan e.
Çalakiya antîbakteriyal a qumaşê kompozît Ag/PVA/PP li gorî standardên Çînî GB/T 20944.1-2007 û GB/T 20944.3- bi karanîna rêbaza belavbûna plakaya agar (analîza kalîteyî) û rêbaza firaxa hejandinê (analîza hejmarî) di sala 2008an de bi rêzê ve hate pîvandin. Çalakiya antîbakteriyal a qumaşê kompozît Ag/PVA/PP li dijî Escherichia coli di demên şuştinê yên cûda de hate destnîşankirin. Ji bo rêbaza belavbûna plakaya agar, qumaşê kompozît ê testê Ag/PVA/PP bi karanîna kunekê di dîskê de (bi qûtra: 8 mm) tê qulkirin û bi kaseyek agar Petri ya bi Escherichia coli (ATCC 25922) ve tê vegirtin û dûv re di 37°C û şilbûna nisbî ya 56% de bi qasî 24 demjimêran tê înkubasyonkirin. Herêma astengkirinê bi awayekî vertîkal ji navenda dîskê heta dorpêça hundurîn a koloniyên derdorê hate analîzkirin. Bi karanîna rêbaza firaxa hejandinê, plakaya raxistî ya 2 × 2 cm2 ji qumaşê kompozît Ag/PVA/PP yê ceribandî hate amadekirin û di hawîrdorek şorbeyê de di 121°C û 0.1 MPa de ji bo 30 hûrdeman hate otoklavkirin. Piştî otoklavkirinê, nimûne di firaxek Erlenmeyer a 5 mL de hate danîn ku 70 mL çareseriya çanda şorbeyê tê de hebû (tevahiya suspensiyonê 1 × 105–4 × 105 CFU/mL) û dûv re di germahiya osîlasyonê ya 150 °C rpm û 25°C de ji bo 18 demjimêran hate înkubasyonkirin. Piştî hejandinê, mîqdarek diyarkirî ya suspensiyona bakteriyan berhev bikin û deh qat zêde bikin. Mîqdara pêwîst a suspensiyona bakteriyan a şilkirî berhev bikin, li ser navgîniya agar belav bikin û 24 demjimêran di 37°C û şilbûna nisbî ya 56% de çandin. Formula ji bo hesabkirina bandora antîbakteriyal ev e: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), ku C û A bi rêzê ve hejmara koloniyan piştî 24 demjimêran in. Di koma kontrolê û tevna kompozît a Ag/PVA/PP de hatiye çandin.
Berdewamiya qumaşên kompozît ên Ag/PVA/PP li gorî ISO 105-C10:2006.1A bi şuştinê hate nirxandin. Di dema şuştinê de, qumaşê kompozît ê Ag/PVA/PP yê ceribandinê (30x40mm2) di çareseriyeke avî de ku deterjanê bazirganî (5.0g/L) tê de heye, têxin nav avê û bi leza bilind a 40±2 rpm û 40±5 rpm/min bişon. °C 10, 20, 30, 40 û 50 çerx. Piştî şuştinê, qumaş sê caran bi avê tê şuştin û di germahiya 50-60°C de ji bo 30 deqeyan tê hişkkirin. Guherîna di naveroka zîv de piştî şuştinê hate pîvandin da ku asta çalakiya antîbakteriyal were destnîşankirin.
Wêne 1 nexşeya şematîk a çêkirina qumaşê kompozît Ag/PVA/PP nîşan dide. Ango, materyalê ne-tevn ê PP di çareseriyek tevlihev a PVA û glukozê de tê avêtin. Materyalê ne-tevn ê bi PP-ê ve hatî dagirtin tê hişk kirin da ku guherker û kêmkerê sabît bike da ku çînek mohrkirinê çêbike. Qumaşê ne-tevn ê polîpropîlen ê hişkkirî di çareseriyek amonyaka zîv de tê avêtin da ku nanopartikulên zîv di cîh de werin danîn. Têkeliya guherker, rêjeya molar a glukozê bi amonyaka zîv re, têkeliya amonyaka zîv û germahiya reaksiyonê bandorê li barîna Ag NP-yan dikin. faktorên girîng in. Wêne 2a girêdayîbûna goşeya têkiliya avê ya qumaşê Ag/PVA/PP li ser têkeliya guherker nîşan dide. Dema ku têkeliya guherker ji 0.5 wt.% berbi 1.0 wt.% zêde dibe, goşeya têkiliyê ya qumaşê Ag/PVA/PP bi girîngî kêm dibe; dema ku têkeliya guherker ji 1.0 wt.% berbi 2.0 wt.% zêde dibe, ew bi pratîkî naguhere. Wêneya 2b wêneyên SEM ên fîberên PP yên saf û qumaşên Ag/PVA/PP yên ku bi rêjeya amonyaka zîv a 50 mM û rêjeyên molar ên cûda yên glukozê ji amonyaka zîv re hatine amadekirin (1:1, 3:1, 5:1, û 9:1) nîşan dide. . wêne. ). Fîbera PP ya encam nisbeten nerm e. Piştî dorpêçkirina bi fîlima PVA, hin fîber bi hev re têne zeliqandin; Ji ber danîna nanopartikulên zîv, fîber nisbeten hişk dibin. Her ku rêjeya molar a maddeya kêmker bi glukozê re zêde dibe, qata danîna Ag NP-yan hêdî hêdî qalind dibe, û her ku rêjeya molar digihîje 5:1 û 9:1, Ag NP meyla çêkirina kombûnan dikin. Wêneyên makroskopîk û mîkroskopîk ên fîbera PP yekrengtir dibin, nemaze dema ku rêjeya molar a maddeya kêmker bi glukozê re 5:1 be. Wêneyên dîjîtal ên nimûneyên têkildar ên ku bi amonyaka zîv a 50 mM hatine bidestxistin di Wêneya S1 de têne nîşandan.
Guhertinên di goşeya têkiliya avê ya qumaşê Ag/PVA/PP de di rêjeyên cuda yên PVA de (a), wêneyên SEM ên qumaşê Ag/PVA/PP ku di rêjeyên amonyaka zîv a 50 mM û rêjeyên molar ên cûda yên glukoz û amonyaka zîv de hatine bidestxistin [(b))); (1) fîbera PP, (2) fîbera PVA/PP, (3) rêjeya molar 1:1, (4) rêjeya molar 3:1, (5) rêjeya molar 5:1, (6) rêjeya molar 9:1], şêweya difraksiyona tîrêjên X (c) û wêneya SEM (d) ya qumaşê Ag/PVA/PP ku di rêjeyên amonyaka zîv de hatine bidestxistin: (1) 5 mM, (2) 10 mM, (3) 30 mM, (4) 50 mM, (5) 90 mM û (6) Ag/PP-30 mM. Germahiya reaksiyonê 60°C ye.
Di Şekil 2c de qalibê difraksiyona tîrêjên X ya qumaşê Ag/PVA/PP yê encam nîşan dide. Ji bilî lûtkeya difraksiyonê ya fîbera PP 37, çar lûtkeyên difraksiyonê li 2θ = ~ 37.8°, 44.2°, 64.1° û 77.3° bi (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), plana krîstal (3 1 1) ya nanopartikulên zîv ên bi rû-navendî yên kubîk re têkildar in. Her ku rêjeya amonyaka zîv ji 5 heta 90 mM zêde dibe, qalibên XRD yên Ag tûjtir dibin, ku bi zêdebûna krîstalînîteyê ya paşê re lihevhatî ye. Li gorî formula Scherrer, mezinahiya dendikên nanopartikulên Ag ên bi 10 mM, 30 mM û 50 mM amonyaka zîv hatine amadekirin bi rêzê ve wekî 21.3 nm, 23.3 nm û 26.5 nm hatine hesibandin. Ji ber ku rêjeya amonyaka zîv hêza ajotinê ya li pişt reaksiyona kêmkirinê ye ku zîvê metalîk çêdike. Bi zêdebûna rêjeya amonyaka zîv, rêjeya navikbûn û mezinbûna Ag NPs zêde dibe. Wêne 2d wêneyên SEM yên qumaşên Ag/PVA/PP nîşan dide ku di rêjeyên cûda yên amonyaka Ag de hatine bidestxistin. Di rêjeya amonyaka zîv a 30 mM de, qata razandî ya Ag NPs nisbeten homojen e. Lêbelê, dema ku rêjeya amonyaka zîv pir zêde be, yekrengiya qata razandina Ag NP meyla kêmbûnê dike, ku dibe ku ji ber kombûna xurt di qata razandina Ag NP de be. Wekî din, nanopartikulên zîv li ser rûyê du şeklan hene: gilover û pûç. Mezinahiya perçeyên gilover bi qasî 20-80 nm e, û mezinahiya lateral a lamellar bi qasî 100-300 nm e (Wêne S2). Qata razandina nanopartikulên Ag li ser rûyê qumaşê PP ya neguherandî ne yekreng e. Herwiha, zêdekirina germahiyê kêmkirina Ag NP-yan pêş dixe (Wêne S3), lê germahiyek reaksiyonê ya pir bilind barîna bijartî ya Ag NP-yan pêş naxe.
Wêneya 3a bi awayekî şematîk têkiliya di navbera rêjeya amonyaka zîv, mîqdara zîvê razandî, û çalakiya antîbakteriyal a qumaşê Ag/PVA/PP yê amadekirî nîşan dide. Wêneya 3b qalibên antîbakteriyal ên nimûneyan di rêjeyên cûda yên amonyaka zîv de nîşan dide, ku dikarin rasterast rewşa antîbakteriyal a nimûneyan nîşan bidin. Dema ku rêjeya amonyaka zîv ji 5 mM ber bi 90 mM ve zêde bû, mîqdara barîna zîv ji 13.67 g/kg ber bi 481.81 g/kg ve zêde bû. Wekî din, her ku mîqdara razandina zîv zêde dibe, çalakiya antîbakteriyal a li dijî E. coli di destpêkê de zêde dibe û dûv re di astek bilind de dimîne. Bi taybetî, dema ku rêjeya amonyaka zîv 30 mM be, mîqdara razandina zîv di qumaşê Ag/PVA/PP yê encam de 67.62 g/kg ye, û rêjeya antîbakteriyal %99.99 e û vê nimûneyê wekî nûner ji bo taybetmendiya avahîsaziyê ya paşê hilbijêrin.
(a) Têkiliya di navbera asta çalakiya antîbakteriyal û mîqdara qata Ag ya hatî sepandin û rêjeya amonyaka zîv de; (b) Wêneyên plakayên çandina bakteriyan ên ku bi kamerayek dîjîtal hatine kişandin û nimûneyên vala û nimûneyên ku bi karanîna amonyaka zîv a 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM û 90 mM hatine amadekirin nîşan didin. Çalakiya antîbakteriyal a qumaşê Ag/PVA/PP li dijî Escherichia coli
Wêne 4a spektrumên FTIR/ATR yên PP, PVA/PP, Ag/PP û Ag/PVA/PP nîşan dide. Bandên vegirtinê yên fîbera PP ya saf li 2950 cm-1 û 2916 cm-1 ji ber lerizîna dirêjkirina asîmetrîk a komên –CH3 û –CH2- ne, û li 2867 cm-1 û 2837 cm-1 ew ji ber lerizîna dirêjkirina sîmetrîk a komên –CH3 û –CH2 – ne. –CH3 û –CH2–. Bandên vegirtinê yên li 1375 cm-1 û 1456 cm-1 ji ber lerizînên guheztina asîmetrîk û sîmetrîk ên –CH338.39 ne. Spektrumên FTIR ên fîbera Ag/PP dişibin yên fîbera PP. Ji bilî benda vegirtinê ya PP, lûtkeya vegirtinê ya nû li 3360 cm-1 ya qumaşên PVA/PP û Ag/PVA/PP ji ber dirêjkirina girêdana hîdrojenê ya koma –OH ye. Ev nîşan dide ku PVA bi serkeftî li ser rûyê fîbera polîpropîlenê tê sepandin. Wekî din, lûtkeya vegirtina hîdroksîl a qumaşê Ag/PVA/PP ji ya qumaşê PVA/PP hinekî qelstir e, ku dibe ku ji ber hevrêziya hin komên hîdroksîl bi zîv re be.
Spektrumê FT-IR (a), xêza TGA (b) û spektruma pîvandina XPS (c) ya PP, qumaşê PVA/PP û qumaşê Ag/PVA/PP ya saf, û spektruma C 1s ya PP ya saf (d), qumaşê PVA/PP PP (e) û lûtkeya Ag 3d (f) ya qumaşê Ag/PVA/PP.
Di Şekil 4c de spektrumên XPS yên qumaşên PP, PVA/PP, û Ag/PVA/PP nîşan dide. Sînyala qels a O 1s ya fîbera polîpropîlenê ya saf dikare bi hêmana oksîjenê ya li ser rûyê adsorbekirî ve girêdayî be; lûtkeya C 1s li 284.6 eV bi CH û CC ve girêdayî ye (li Şekil 4d binêre). Li gorî fîbera PP ya saf, qumaşa PVA/PP (Şekil 4e) di 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) û 288.5 eV (H–C=O)38 de performansek bilind nîşan dide. Herwiha, spektruma O1s ya qumaşê PVA/PP dikare bi du lûtkeyên li 532.3 eV û 533.2 eV41 (Wêneya S4) were texmînkirin, ev lûtkeyên C1s bi C-OH û H-C=O (komên hîdroksîl ên PVA û koma glukoza aldeîd) re têkildar in, ku bi daneyên FTIR re lihevhatî ye. Qumaşê ne-tevnkirî yê Ag/PVA/PP spektruma O1s ya C-OH (532.3 eV) û HC=O (533.2 eV) (Wêneya S5) diparêze, ku ji 65.81% (sedî atomî) C, 22.89% O û 11.31% Ag pêk tê (Wêneya S4). Bi taybetî, lûtkeyên Ag 3d5/2 û Ag 3d3/2 li 368.2 eV û 374.2 eV (Wêne 4f) bêtir îspat dikin ku Ag NP li ser rûyê qumaşê ne-tevnkirî yê PVA/PP42 dopkirî ne.
Xêzên TGA (Wêne 4b) yên qumaşê PP, Ag/PP ya saf, û qumaşê Ag/PVA/PP nîşan didin ku ew pêvajoyên hilweşîna germî yên wekhev derbas dikin, û danîna Ag NP-yan dibe sedema zêdebûnek sivik di germahiya hilweşîna germî ya fîberên PP (fîberên PVA/PP) de (ji 480 °C (fîberên PP) heta 495 °C), dibe ku ji ber avakirina astengiyek Ag43. Di heman demê de, mîqdarên mayî yên nimûneyên saf ên PP, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50 û Ag/PP-W50 piştî germkirinê li 800°C bi rêzê ve 1,32%, 16,26% û 13,86% % bûn (paşgira W50 li vir behsa 50 çerxên şuştinê dike). Beşa mayî ya PP ya saf ji ber nepakiyan e, û beşa mayî ya nimûneyên mayî jî ji ber Ag NP-yan e, û cudahiya di mîqdara mayî ya nimûneyên bi zîv barkirî de divê ji ber mîqdarên cûda yên nanopartikulên zîv ên li ser wan barkirî be. Wekî din, piştî şuştina qumaşê Ag/PP 50 caran, naveroka zîvê mayî %94.65 kêm bû, û naveroka zîvê mayî ya qumaşê Ag/PVA/PP bi qasî %31.74 kêm bû. Ev nîşan dide ku pêça kapsulkirî ya PVA dikare bi bandor girêdana AgNP-yan bi matrîksa PP-ê baştir bike.
Ji bo nirxandina rehetiya lixwekirinê, rêjeya derbasbûna hewayê û rêjeya veguhestina buhara avê ya qumaşê polîpropîlenê yê amadekirî hatin pîvandin. Bi gelemperî, nefesgirtin bi rehetiya germî ya bikarhêner ve girêdayî ye, nemaze di hawîrdorên germ û şil de44. Wekî ku di Wêne 5a de tê xuyang kirin, derbasbûna hewayê ya PP-ya saf 2050 mm/s ye, û piştî guhertina PVA-yê ew dadikeve 856 mm/s. Ev ji ber ku fîlma PVA-yê ya ku li ser rûyê fîbera PP û beşa tevnkirî çêdibe dibe alîkar ku valahiyên di navbera fîberan de kêm bibin. Piştî sepandina Ag NP-yan, derbasbûna hewayê ya qumaşê PP ji ber xerckirina pêça PVA-yê dema sepandina Ag NP-yan zêde dibe. Wekî din, nefesgirtiniya qumaşên Ag/PVA/PP meyla kêmbûnê dike ji ber ku rêjeya amonyaka zîv ji 10 heta 50 mmol zêde dibe. Ev dibe ku ji ber vê rastiyê be ku qalindahiya depoya zîv bi zêdebûna rêjeya amonyaka zîv zêde dibe, ku dibe alîkar ku hejmara kunan û îhtîmala derbasbûna buhara avê ji wan kêm bibe.
(a) Derbasbûna hewayê ya qumaşên Ag/PVA/PP yên ku bi rêjeyên cuda yên amonyaka zîv hatine amadekirin; (b) Veguhestina buxara avê ya qumaşên Ag/PVA/PP yên ku bi rêjeyên cuda yên amonyaka zîv hatine amadekirin; (c) Guherkerên cûrbecûr Xêza kişandinê ya Qumaşê Ag/PVA/PP ya ku di rêjeyên cuda yên amonyaka zîv de hatiye bidestxistin; (d) Xêza kişandinê ya qumaşê Ag/PVA/PP ya ku di rêjeyên cuda yên amonyaka zîv de hatiye bidestxistin (Qumaşê Ag/PVA/PP ya ku di rêjeyên cuda yên amonyaka zîv de hatiye bidestxistin jî tê nîşandan) (Xêzên kişandinê yên qumaşên PP piştî 40 çerxên şuştinê bidin ber hev).
Rêjeya veguhestina buxara avê nîşaneyek din a girîng a rehetiya germî ya qumaşê ye45. Derdikeve holê ku derbasbûna şilbûnê ya qumaşan bi giranî ji hêla nefesgirtin û taybetmendiyên rûyê ve tê bandorkirin. Ango, derbasbûna hewayê bi giranî bi hejmara kunan ve girêdayî ye; taybetmendiyên rûyê bandorê li derbasbûna şilbûnê ya komên hîdrofîlîk dikin bi rêya adsorpsiyon-belavbûn-derxistina molekulên avê. Wekî ku di Wêne 5b de tê xuyang kirin, derbasbûna şilbûnê ya fîbera PP ya saf 4810 g/(m2·24h) ye. Piştî morkirinê bi pêçandina PVA, hejmara kunan di fîbera PP de kêm dibe, lê derbasbûna şilbûnê ya qumaşa PVA/PP digihîje 5070 g/(m2·24h), ji ber ku derbasbûna şilbûnê bi giranî ji hêla taybetmendiyên rûyê ve tê destnîşankirin. ne ji hêla kunan ve. Piştî danîna AgNP-yan, derbasbûna şilbûnê ya qumaşa Ag/PVA/PP bêtir zêde bû. Bi taybetî, derbasbûna şilbûnê ya herî zêde ya qumaşa Ag/PVA/PP ku di rêjeya amonyaka zîv a 30 mM de hatî bidestxistin 10300 g/(m2·24h) ye. Di heman demê de, permeabilîteya şilbûnê ya cuda ya qumaşên Ag/PVA/PP yên ku di rêjeyên cuda yên amonyaka zîv de hatine bidestxistin, dibe ku bi cûdahiyên di qalindahiya qata danîna zîv û hejmara kunên wê de ve girêdayî be.
Taybetmendiyên mekanîkî yên qumaşan bandorek mezin li ser jiyana wan a xizmetê dikin, nemaze wekî materyalên ku dikarin werin vegerandin46. Wêne 5c xêza stresa kişandinê ya qumaşê Ag/PVA/PP nîşan dide. Hêza kişandinê ya PP-ya saf tenê 2.23 MPa ye, lê hêza kişandinê ya 1 wt% qumaşê PVA/PP bi girîngî zêde dibe û digihîje 4.56 MPa, ku nîşan dide ku dorpêçkirina qumaşê PVA PP dibe alîkar ku taybetmendiyên wê yên mekanîkî bi girîngî baştir bibin. Hêza kişandinê û dirêjkirina li şikestinê ya qumaşê PVA/PP bi zêdebûna rêjeya guherkerê PVA zêde dibe ji ber ku fîlma PVA dikare stresê bişkîne û fîbera PP xurt bike. Lêbelê, dema ku rêjeya guherker digihîje 1.5 wt.%, PVA-ya zeliqok qumaşê polîpropîlenê hişk dike, ku bi giranî bandorê li rehetiya lixwekirinê dike.
Li gorî qumaşên PP û PVA/PP yên saf, berxwedana kişandinê û dirêjkirina di şikestinê de ya qumaşên Ag/PVA/PP bêtir çêtir dibe ji ber ku nanopartikulên Ag ên ku bi awayekî yekreng li ser rûyê fîberên PP têne belav kirin dikarin barê belav bikin47,48. Diyar e ku berxwedana kişandinê ya fîbera Ag/PP ji ya PP ya saf bilindtir e, digihîje 3.36 MPa (Wêne 5d), ku bandora xurt û xurtkirina NP-yên Ag piştrast dike. Bi taybetî, qumaşê Ag/PVA/PP ku bi rêjeya amonyaka zîv a 30 mM (li şûna 50 mM) tê hilberandin, berxwedana kişandinê û dirêjkirina di şikestinê de herî zêde nîşan dide, ku ev jî ji ber danîna yekreng a NP-yên Ag û her weha danîna yekreng e. Kombûna NP-yên zîv di bin şert û mercên rêjeya bilind a amonyaka zîv de. Herwiha, piştî 40 çerxên şuştinê, berxwedana kişandinê û dirêjkirina li şikestinê ya qumaşê Ag/PVA/PP ku bi rêjeya amonyaka zîv a 30 mM hatiye amadekirin, bi rêzê ve %32.7 û %26.8 kêm bûye (Wêne 5d), ku dibe ku bi windabûnek piçûk a nanopartikulên zîv ên piştî vê yekê hatine razandin ve girêdayî be.
Wêneyên 6a û b wêneyên kamerayên dîjîtal ên qumaşê Ag/PVA/PP û qumaşê Ag/PP piştî şuştina 0, 10, 20, 30, 40 û 50 çerxeyan bi rêjeya amonyaka zîv a 30 mM nîşan didin. Qumaşê Ag/PVA/PP yê gewr ê tarî û qumaşê Ag/PP piştî şuştinê hêdî hêdî gewrê vekirî dibin; û guherîna rengê ya yekem di dema şuştinê de ne ewqas cidî xuya dike wekî ya ya duyem. Wekî din, li gorî qumaşê Ag/PP, naveroka zîvê ya qumaşê Ag/PVA/PP piştî şuştinê bi nisbeten hêdî hêdî kêm bû; piştî şuştina 20 an jî zêdetir caran, ya yekem rêjeyek zîv ji ya duyem bilindtir parast (Wêne 6c). Ev nîşan dide ku dorpêçkirina fîberên PP bi pêçandina PVA dikare bi girîngî girêdana NP-yên Ag bi fîberên PP re baştir bike. Wêneya 6d wêneyên SEM yên qumaşê Ag/PVA/PP û qumaşê Ag/PP piştî şuştina 10, 40 û 50 çerxeyan nîşan dide. Qûmaşên Ag/PVA/PP di dema şuştinê de li gorî qûmaşên Ag/PP kêmtir windabûna Ag NP-yan dibînin, dîsa ji ber ku pêça kapsulê ya PVA dibe alîkar ku Ag NP bi fîberên PP ve were girêdan.
(a) Wêneyên qumaşê Ag/PP ku bi kamerayek dîjîtal hatine kişandin (bi rêjeya amonyaka zîv a 30 mM hatine kişandin) piştî şuştina 0, 10, 20, 30, 40 û 50 çerxeyan (1-6); (b) Wêneyên Ag/PVA/PP yên qumaşan ku bi kamerayek dîjîtal hatine kişandin (bi rêjeya amonyaka zîv a 30 mM hatine kişandin) piştî şuştina 0, 10, 20, 30, 40 û 50 çerxeyan (1-6); (c) Guhertinên di naveroka zîv a her du qumaşan de di navbera çerxên şuştinê de; (d) Wêneyên SEM yên qumaşê Ag/PVA/PP (1-3) û qumaşê Ag/PP (4-6) piştî 10, 40 û 50 çerxên şuştinê.
Wêne 7 çalakiya antîbakteriyal û wêneyên kameraya dîjîtal ên qumaşên Ag/PVA/PP li dijî E. coli piştî 10, 20, 30 û 40 şuştinan nîşan dide. Piştî 10 û 20 şuştinan, performansa antîbakteriyal a qumaşên Ag/PVA/PP li %99.99 û %99.93 ma, ku çalakiyek antîbakteriyal a hêja nîşan dide. Asta antîbakteriyal a qumaşê Ag/PVA/PP piştî 30 û 40 caran şuştinê hinekî kêm bû, ku ev yek ji ber windabûna AgNP-yan piştî şuştina demdirêj bû. Lêbelê, rêjeya antîbakteriyal a qumaşê Ag/PP piştî 40 şuştinan tenê %80.16 e. Eşkere ye ku bandora antîbakteriyal a qumaşê Ag/PP piştî 40 şuştinan ji ya qumaşê Ag/PVA/PP pir kêmtir e.
(a) Asta çalakiya antîbakteriyal li dijî E. coli. (b) Ji bo berawirdkirinê, wêneyên qumaşê Ag/PVA/PP yên ku bi kamerayek dîjîtal piştî şuştina qumaşê Ag/PP bi rêjeya amonyaka zîv a 30 mM ji bo 10, 20, 30, 40 û 40 çerxan hatine kişandin jî têne nîşandan.
Di Şekil 8 de, Şekil 8 bi şêweyekî şematîk çêkirina qumaşê Ag/PVA/PP ya pîvanek mezin bi karanîna rêbaza du-qonaxî ya roll-to-roll nîşan dide. Ango, çareseriya PVA/glukozê ji bo demek diyarkirî di çarçoveya rollê de hat şilkirin, dûv re hat derxistin, û dûv re bi heman awayî bi çareseriya amonyaka zîv hat impregnasyonkirin da ku qumaşê Ag/PVA/PP were bidestxistin. (Şekil 8a). Qumaşê Ag/PVA/PP ya encam hîn jî çalakiya antîbakteriyal a hêja diparêze her çend salek were hiştin jî. Ji bo amadekirina pîvanek mezin a qumaşên Ag/PVA/PP, ne-qumaşên PP yên encam di pêvajoyek rollkirina domdar de hatin impregnasyonkirin û dûv re bi rêzê di çareseriya PVA/glukoz û çareseriya amonyaka zîv re derbas bûn û bi du rêbazan hatin pêvajokirin. Vîdyoyên pêvekirî. Dema impregnasyonê bi verastkirina leza rulê tê kontrol kirin, û mîqdara çareseriya adsorbekirî bi verastkirina dûrahiya di navbera rulêran de tê kontrol kirin (Şekil 8b), bi vî rengî qumaşê ne-qumaşê Ag/PVA/PP ya armanckirî ya mezinahiya mezin (50 cm × 80 cm). ) û rulê berhevkirinê tê bidestxistin. Tevahiya pêvajoyê hêsan û bibandor e, ku ji bo hilberîna di pîvana mezin de guncan e.
Nexşeya şematîk a hilberîna berhemên hedef ên mezin (a) û nexşeya şematîk a pêvajoya gêrkirinê ji bo hilberîna materyalên ne-qiloçkirî yên Ag/PVA/PP (b).
Pêçanên ne-qirêjkirî yên PVA/PP yên ku zîv tê de hene, bi karanîna teknolojiya danîna qonaxa şile ya di cîh de ya hêsan û bi rêya roll-to-roll têne hilberandin. Li gorî qumaşê PP û qumaşê PVA/PP, taybetmendiyên mekanîkî yên qumaşê ne-qirêjkirî yê Ag/PVA/PP yê amadekirî bi girîngî çêtir dibin ji ber ku qata mohrkirinê ya PVA dikare bi girîngî zeliqandina Ag NP-yan bi fîberên PP baştir bike. Wekî din, mîqdara barkirinê ya PVA û naveroka NP-yên zîv di qumaşê ne-qirêjkirî yê Ag/PVA/PP de dikare bi verastkirina konsantrasyonên çareseriya PVA/glukoz û çareseriya amonyaka zîv baş were kontrol kirin. Bi taybetî, qumaşê ne-qirêjkirî yê Ag/PVA/PP ku bi karanîna çareseriya amonyaka zîv a 30 mM hatî amadekirin, taybetmendiyên mekanîkî yên çêtirîn nîşan da û çalakiya antîbakteriyal a hêja li dijî E. coli, tewra piştî 40 çerxên şuştinê jî parast, potansiyela dijî-qirêjbûnê ya baş nîşan da. Materyalê ne-qirêjkirî yê PP. Li gorî daneyên din ên wêjeyê, qumaşên ku ji hêla me ve bi karanîna rêbazên hêsantir hatine bidestxistin, berxwedanek çêtir li hember şuştinê nîşan dan. Wekî din, qumaşê ne-qirêjkirî yê Ag/PVA/PP yê encam xwedan permeabilîteya şilbûnê û rehetiya lixwekirinê ya îdeal e, ku dikare sepandina wê di sepanên pîşesaziyê de hêsan bike.
Hemû daneyên ku di vê lêkolînê de hatine bidestxistin an analîzkirin (û pelên agahdariya piştgirî yên wan) tê de bin.
Russell, SM û yên din. Biyosensor ji bo şerê li dijî bahoza sîtokînê ya COVID-19: zehmetiyên li pêş. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V û Harkey A. COVID-19 û bersivên pir-organ. niha. pirs. dil. 45, 100618 (2020).
Zhang R, û yên din. Texmînên jimara bûyerên koronavirusê di sala 2019an de li Çînê li gorî qonax û herêmên endemîk têne sererast kirin. front. medicine. 14, 199–209 (2020).
Gao J. û yên din. Materyalê kompozît ê qumaşê polîpropîlenê yê ne-tevnkirî yê nerm, superhîdrofobîk û pir guhêzbar ji bo parastina destwerdana elektromagnetîk. Kîmyewî. endezyar. J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. û yên din. Pêşxistina fîlmên nanokompozît ên polîakrîlonîtrîl/zîv ên pirfonksiyonel: çalakiya antîbakteriyal, çalakiya katalîtîk, konduktîvîtî, parastina UV û sensorên SERS ên çalak. J. Matt. resource. technologies. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U û Parajuli N. Lêkolîna heyî li ser nanopartikulên zîv: sentez, taybetmendîkirin û sepandin. J. Nanomaterials. 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN Pêvajoyek hêsan ji bo amadekirina boyaxa guhêrbar a li ser bingeha zîv û sepandina wê li ser rûberên bijartî yên frekansê. Nanotechnology 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. û yên din. Polîmerên hîperşaxkirî rê didin bikaranîna nanopartikulên zîv wekî stabîlîzator ji bo çapkirina inkjet a devreyên nerm. R. Shuker. Kîmyewî. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P û Kawasaki HJML Torên damarên pelê yên guhêrbar ên ku bi xwe-komkirina nanopartikulên zîv ji bo sepanên potansiyel di sensorên nerm de têne hilberandin. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. û yên din. Nanosfer û rêzên silîkayê yên bi nanopartikulên zîv xemilandî wekî substratên potansiyel ji bo belavbûna Raman a bi rûberê ve zêdekirî. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. û yên din. Sensora belavbûna Raman a rûbera nerm a mezin (SERS) bi aramiya sînyala bilind û yekrengiyê. ACS Application Matt. Interfaces 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG û yên din. Heterostruktûreke hiyerarşîk a nanorodên fullerene yên bi nanopartikulên zîv (Ag-FNR) xemilandî wekî substratek SERS-ê ya serbixwe ya yek-partikulî ya bi bandor kar dike. physics. Chemical. Chemical. physics. 27, 18873–18878 (2018).
Emam, HE û Ahmed, HB Lêkolîna berawirdî ya nanostruktûrên agar-esasî yên homometalîk û heterometalîk di dema hilweşandina bi katalîzasyona boyaxê de. navneteweyîbûn. J. Biol. Molekulên mezin. 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mikhail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS û Ahmed, HB Nanokatalîza girêdayî metalan ji bo kêmkirina qirêjiyên aromatîk. Çarşem. zanist. pollute. source. internationality. 27, 6459–6475 (2020).
Nanostrukturên sêqatî yên navik-qalikê yên Ahmed HB û Emam HE (Ag-Au-Pd) ji tovan di germahiya odeyê de ji bo paqkirina potansiyel a avê hatine çandin. polîmer. test. 89, 106720 (2020).
Dema weşandinê: 26ê Mijdarê-2023