Gratias tibi ago quod Nature.com invisisti. Versio navigatoris tui quam uteris limitatam sustentationem CSS habet. Pro optimis eventibus, commendamus ut recentiore versione navigatoris tui utaris (vel modum compatibilitatis in Internet Explorer deactivare). Interea, ut sustentationem continuam praestemus, situm sine stylis vel JavaScript monstramus.
Hodie, textilia functionalia cum proprietatibus antibacterialibus magis in usu sunt. Attamen, productio sumptibus parcis textilium functionalium cum effectu durabili et constanti adhuc difficilis manet. Alcohol polyvinylicus (PVA) adhibitum est ad textilia non textilia polypropyleni (PP) modificanda, deinde nanoparticulae argenteae (AgNPs) in situ depositae sunt ad textilia PP (AgNPs dicta) PVA-modificata et onusta (PVA/PP) producenda. Incapsulatio fibrarum PP utens obductione PVA adiuvat ad adhaesionem nanoparticulorum Ag onustarum ad fibras PP significanter emendandam, et textilia non textilia Ag/PVA/PP proprietates mechanicas significanter emendatas et resistentiam contra Escherichia coli (E. coli dictam) exhibent. Generaliter, textilia non textilia Ag/PVA/PP producta cum concentratione argenti ammoniae 30mM proprietates mechanicas meliores habent, et ratio protectionis antibacterialis contra E. coli 99.99% attingit. Textilia adhuc excellentem actionem antibacterialem post 40 lavacra retinet et potentiam usus repetiti habet. Praeterea, textus non textus Ag/PVA/PP latas applicationis spes in industria propter bonam permeabilitatem aeris et permeabilitatem humoris habet. Accedit quod etiam technologiam "roll-to-roll" elaboravimus et explorationem praeliminarem egimus ad possibilitatem huius methodi explorandam.
Cum globalizatio oeconomica profundior fiat, motus incolarum magni momenti possibilitatem transmissionis virus magnopere auxerunt, quod bene explicat cur novum coronavirus tantam facultatem per orbem terrarum diffundi habeat et difficile sit eum impedire1,2,3. Hoc sensu, urgente necessitate est novas materias antibacteriales, ut textilia polypropylenica (PP) non textilia, ut materias tutelares medicas evolvere. Textilia polypropylenica non textilia commoda densitatis humilis, inertiae chemicae et pretii humilis4 habent, sed vim antibacterialem, vitam brevem utilem et efficaciam protectionis humilem non habent. Ergo, magni momenti est proprietates antibacteriales materiis PP non textilibus tribuere.
Argentum, ut antiquum medicamentum antibacteriale, per quinque gradus evolutionis processit: solutionem argenti colloidalem, sulfadiazinum argenti, sal argenti, argentum proteicum et nanoargentum. Nanoparticulae argenti magis magisque in campis ut medicina5,6, conductivitate7,8,9, dispersione Raman superficiei aucta10,11,12, degradatione catalytica colorum13,14,15,16 etc. adhibentur. Praesertim, nanoparticulae argenti (AgNPs) commoda habent prae agentibus antimicrobialibus traditis, ut sales metallici, compositis ammonii quaternarii et triclosan, propter resistentiam bacterialem requisitam, stabilitatem, sumptum humilem et acceptabilitatem environmentalem17,18,19. Praeterea, nanoparticulae argenti cum magna superficie specifica et alta activitate antibacteriali adhaeri possunt textilibus laneis20, textilibus gossypii21,22, textilibus polyestericis et aliis textilibus ad liberationem moderatam et continuam particularum argenti antibacterialium23,24 efficiendam. Hoc significat, per encapsulationem AgNPs, fieri posse ut textilia PP cum activitate antibacteriali creentur. Attamen, textilia non textilia PP carent gregibus functionalibus et polaritatem humilem habent, quae encapsulationi nanoparticulorum argenteorum (AgNPs) non favet. Ad hoc impedimentum superandum, quidam investigatores conati sunt nanoparticulas argenteas (Ag) in superficie textilium PP deponere, variis modis modificationis utentes, inter quos pulverizatio plasmatis26,27, insitio radiationis28,29,30,31 et obductio superficialis32. Exempli gratia, Goli et al. [33] obductionem proteinicam in superficie textili non textili PP introduxerunt, cuius aminoacida ad peripheriam strati proteini ut puncta ancoraria pro AgNPs fungi possunt, ita bonas proprietates antibacteriales assequentes. Li et collegae34 invenerunt N-isopropylacrylamidum et N-(3-aminopropyl)methacrylamidi hydrochloridum co-innestata per corrosionem ultraviolaceam (UV) fortem activitatem antimicrobialem exhibuisse, quamquam processus corrosionis UV complexus est et proprietates mechanicas fibras degradare potest. Oliani et al. pelliculas geli Ag NPs-PP cum excellenti activitate antibacteriali paraverunt, praetractando PP purum cum irradiatione gamma; tamen, methodus eorum etiam complexa erat. Ergo, manet difficile efficaciter et facile producere telas non textas polypropylenicas recyclabiles cum desiderata activitate antimicrobiali.
In hoc studio, alcohol polyvinylicus, materia membranacea amica ambienti et vilis pretii cum bona facultate pelliculae formandae, magna hydrophilia, et excellenti stabilitate physica et chemica, ad textilia polypropylena modificanda adhibita est. Glucosum ut agens reducens adhibetur36. Incrementum energiae superficialis PP modificati depositionem selectivam AgNP promovet. Comparata cum textili PP puro, textili Ag/PVA/PP praeparato bonam recyclabilitatem, excellentem actionem antibacterialem contra E. coli, bonas proprietates mechanicas etiam post 40 cyclos lavacrorum, et significantem respirabilitatem, sexum et permeabilitatem humoris demonstravit.
Tela non texta PP, gravitate specifica 25 g/m2 et crassitudine 0.18 mm, a societate Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, Sina) suppedita et in laminas 5×5 cm2 mensurae secta est. Argentum nitras (99.8%; AR) a societate Xilong Scientific Co., Ltd. (Shantou, Sina) emptum est. Glucosum a societate Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Fuzhou, Sina) emptum est. Alcohol polyvinylicus (reagens gradus industrialis) a societate Tianjin Sitong Chemical Factory (Tianjin, Sina) emptum est. Aqua deionizata ut solvente vel lotione adhibita est et in laboratorio nostro praeparata. Agar nutriens et ius a societate Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd. (Beijing, Sina) empta sunt. Stirps E. coli (ATCC 25922) a societate Zhangzhou Bochuang (Zhangzhou, Sina) empta est.
Textus PP inde ortus in aethanolo ultrasonis per XV minuta ablutus est. PVA inde ortus aquae additus et ad 95°C per duas horas calefactus est ut solutio aquosa obtineretur. Deinde glucosum in 10 ml solutionis PVA cum fractione massae 0.1%, 0.5%, 1.0% et 1.5% dissolutum est. Textus non textus polypropyleni purificatus in solutione PVA/glucosi immersus et ad 60°C per horam unam calefactus est. Post calefactionem completam, textus non textus PP imbutus a solutione PVA/glucosi remotus et ad 60°C per dimidiam horam siccatus est ut pellicula PVA in superficie telae formaretur, ita textus compositus PVA/PP obtinendus.
Argentum nitras in 10 ml aquae sub continua agitatione ad temperaturam ambientem dissolvitur, et ammonia guttatim additur donec solutio a perspicua ad fuscam et iterum perspicuam mutetur, ut solutio argenti ammoniae (5-90 mM) obtineatur. Texturam non textam PVA/PP in solutione argenti ammoniae ponatur et ad 60°C per horam unam calefiat, ut nanoparticulae Ag in situ in superficie texturis formentur, deinde aqua ter abluatur et ad 60°C per dimidiam horam siccetur, ut texturam compositam Ag/PVA/PP obtineatur.
Post experimenta praeliminaria, apparatum "roll-to-roll" in laboratorio ad productionem magnae scalae textilium compositorum construximus. Cylindri ex PTFE facti sunt ad reactiones adversas et contaminationem vitandas. Per hoc processum, tempus impregnationis et quantitas solutionis adsorptae regi possunt celeritate cylindri et distantia inter cylindros adaptata, ut desiderata tela composita Ag/PVA/PP obtineatur.
Morphologia superficiei textus per microscopium electronicum perlustrans VEGA3 (SEM; Japan Electronics, Iaponia) sub tensione acceleratrice 5 kV investigata est. Structura crystallina nanoparticularum argentearum per diffractionem radiorum X (XRD; Bruker, D8 Advanced, Germania; radiationem Cu Kα, λ = 0.15418 nm; tensio: 40 kV, fluxus: 40 mA) in ambitu 10–80° 2θ analysata est. Spectrometrum infrarubrum transformatum Fourier (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) adhibitum est ad proprietates chemicas texti polypropyleni superficie modificati analyzandas. Contentum modificantis PVA textilium compositorum Ag/PVA/PP per analysin thermogravimetricam (TGA; Mettler Toledo, Helvetia) sub flumine nitrogenii mensuratum est. Spectrometria massae plasmatis inductive copulati (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) adhibita est ad argenti contentum in textilibus compositis Ag/PVA/PP determinandum.
Permeabilitas aeris et celeritas transmissionis vaporis aquae textili composito Ag/PVA/PP (specificatio: 78×50cm2) a tertia societate probationum (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) secundum GB/T. 5453-1997 et GB/T 12704.2-2009 mensuratae sunt. Pro quolibet exemplo, decem puncta diversa ad probationem selecta sunt, et data ab societate provisa sunt media decem punctorum.
Actio antibacterialis textili compositi Ag/PVA/PP secundum normas Sinenses GB/T 20944.1-2007 et GB/T 20944.3 mensurata est, methodo diffusionis in lamina agar (analysis qualitativa) et methodo vasis agitati (analysis quantitativa) respective anno 2008. Actio antibacterialis textili compositi Ag/PVA/PP contra Escherichia coli diversis temporibus lavacri determinata est. Pro methodo diffusionis in lamina agar, textil compositum Ag/PVA/PP probatum in discum (diametro: 8 mm) perforatore insertum est et patellae Petri agar cum Escherichia coli (ATCC 25922) inoculatae affixum est (; 3.4 × 108 CFU ml-1), deinde ad 37°C et 56% humiditatis relativae per circiter 24 horas incubatum est. Zona inhibitionis verticaliter a centro disci ad circumferentiam interiorem coloniarum circumdantium analysata est. Methodo ampullae agitatae adhibita, lamina plana 2 × 2 cm2 ex tela composita Ag/PVA/PP probata parata est et in ambiente liquoris ad 121°C et 0.1 MPa per 30 minuta autoclavata. Post autoclavationem, exemplum in ampullam Erlenmeyer 5 mL, continentem 70 mL solutionis liquoris culturae (concentratio suspensionis 1 × 10⁵–4 × 10⁵ CFU/mL), immersa est, deinde ad temperaturam oscillantem 150°C (rpm) et 25°C per 18 horas incubata. Post agitationem, certam quantitatem suspensionis bacterialis collige et decies dilue. Quantitatem requisitam suspensionis bacterialis dilutae collige, in medio agar extende et ad 37°C et 56% humiditatis relativae per 24 horas cole. Formula ad efficaciam antibacterialem computandam est: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%), ubi C et A sunt numerus coloniarum post 24 horas, respective. Cultae in grege testigo et tela composita Ag/PVA/PP.
Firmitas textilium compositorum Ag/PVA/PP lavacro secundum ISO 105-C10:2006.1A aestimata est. Dum lavatur, textum compositum Ag/PVA/PP (30x40mm2) in solutione aquosa detergente commerciali (5.0g/L) continenti immerge et lava ad 40±2 rpm et 40±5 rpm/min. celeritate alta. °C 10, 20, 30, 40 et 50 cyclos. Post lavacrum, textum ter aqua abluitur et ad temperaturam 50-60°C per 30 minuta siccatur. Mutatio in argenti contento post lavacrum mensurata est ad gradum activitatis antibacterialis determinandum.
Figura 1 schema fabricationis texti compositi Ag/PVA/PP ostendit. Hoc est, materia non texta PP in solutione mixta PVA et glucosi immergitur. Materia non texta PP-imbuta siccatur ut modificator et agens reducens figantur et stratum obturans formetur. Textus non textus polypropyleni siccus in solutione argento-ammoniae immergitur ut nanoparticulae argenteae in situ deponantur. Concentratio modificatoris, proportio molaris glucosi ad argentum-ammoniae, concentratio argenti-ammoniae et temperatura reactionis praecipitationem nanoparticulorum argenteorum afficiunt, factores magni momenti sunt. Figura 2a dependentiam anguli contactus aquae texti Ag/PVA/PP a concentratione modificatoris ostendit. Cum concentratio modificatoris a 0.5% ponderis ad 1.0% ponderis augetur, angulus contactus texti Ag/PVA/PP significanter decrescit; cum concentratio modificatoris a 1.0% ponderis ad 2.0% ponderis augetur, fere non mutatur. Figura 2b imagines SEM fibrarum PP purarum et textilium Ag/PVA/PP praeparatarum ad concentrationem argenti ammoniae 50 mM et varias proportiones molares glucosii ad argentum ammoniae (1:1, 3:1, 5:1, et 9:1) ostendit. . imago. ). Fibra PP resultans relative levis est. Post inclusionem pelliculae PVA, quaedam fibrae inter se glutinantur; propter depositionem nanoparticularum argenti, fibrae relative asperae fiunt. Cum proportio molaris agentis reducentis ad glucosum crescit, stratum depositum nanoparticularum Argenti paulatim crassescit, et cum proportio molaris ad 5:1 et 9:1 crescit, nanoparticulae Argenti aggregata formare tendunt. Imagines macroscopicae et microscopicae fibrae PP uniformiores fiunt, praesertim cum proportio molaris agentis reducentis ad glucosum 5:1 est. Photographae digitales exemplorum correspondentiarum ad 50 mM argenti ammoniae obtentae in Figura S1 monstrantur.
Mutationes in angulo contactus aquae textili Ag/PVA/PP ad varias concentrationes PVA (a), imagines SEM textili Ag/PVA/PP obtentae ad concentrationem argenti ammoniae 50 mM et varias proportiones molares glucosii et argenti ammoniae [(b))); (1) fibra PP, (2) fibra PVA/PP, (3) proportio molaris 1:1, (4) proportio molaris 3:1, (5) proportio molaris 5:1, (6) proportio molaris 9:1], exemplar diffractionis radiorum X (c) et imago SEM (d) textili Ag/PVA/PP obtenta ad concentrationes argenti ammoniae: (1) 5 mM, (2) 10 mM, (3) 30 mM, (4) 50 mM, (5) 90 mM et (6) Ag/PP-30 mM. Temperatura reactionis est 60°C.
In Figura 2c ostenditur exemplar diffractionis radiorum X textili Ag/PVA/PP resultantis. Praeter cacumen diffractionis fibrae PP 37, quattuor cacumina diffractionis ad 2θ = ~ 37.8°, 44.2°, 64.1° et 77.3° respondent (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), plano crystallino (3 1 1) nanoparticularum argentearum cubicarum faciebus centratis. Cum concentratio argenti ammoniae a 5 ad 90 mM crescit, exemplaria diffractionis radiorum X Ag acutiora fiunt, quod congruit cum subsequenti incremento crystallinitatis. Secundum formulam Scherrer, magnitudines granorum nanoparticularum Ag praeparatarum cum 10 mM, 30 mM et 50 mM argenti ammoniae computatae sunt esse 21.3 nm, 23.3 nm et 26.5 nm respective. Hoc fit quia concentratio argenti ammoniae est vis impulsiva post reactionem reductionis ad argentum metallicum formandum. Crescente concentratione argenti ammoniae, celeritas nucleationis et accretionis nanoparticulorum argenti augetur. Figura 2d imagines SEM textilium Ag/PVA/PP ostendit, quae ad varias concentrationes Argenti ammoniae obtentae sunt. Ad concentrationem Argenti ammoniae 30 mM, stratum depositum nanoparticulorum Argenti relative homogeneum est. Attamen, cum concentratio Argenti ammoniae nimis alta est, uniformitas strati depositionis nanoparticulorum Argenti tendit ad decrescendum, quod fortasse ob fortem agglomerationem in strato depositionis nanoparticulorum Argenti fieri potest. Praeterea, nanoparticulae argenteae in superficie duas formas habent: sphaericam et squamosam. Magnitudo particularum sphaericarum est circiter 20-80 nm, et magnitudo lateralis lamellaris est circiter 100-300 nm (Figura S2). Stratum depositionis nanoparticulorum Argenti in superficie textilium PP non modificati inaequale est. Praeterea, auctus temperaturae reductionem nanoparticulorum argenteorum (Ag NPs) promovet (Fig. S3), sed nimis alta temperatura reactionis praecipitationem selectivam nanoparticulorum argenteorum non promovet.
Figura 3a schematice depingit relationem inter concentrationem argenti ammoniae, quantitatem argenti depositi, et actionem antibacterialem textili Ag/PVA/PP praeparati. Figura 3b ostendit exempla antibacterialia exemplorum ad varias concentrationes argenti ammoniae, quae directe reflectere possunt statum antibacterialem exemplorum. Cum concentratio argenti ammoniae a 5 mM ad 90 mM aucta est, quantitas praecipitationis argenti a 13.67 g/kg ad 481.81 g/kg crevit. Praeterea, cum quantitas depositionis argenti crescit, activitas antibacterialis contra E. coli initialiter augetur et deinde in alto gradu manet. Speciatim, cum concentratio argenti ammoniae 30 mM est, quantitas depositionis argenti in textili Ag/PVA/PP resultante est 67.62 g/kg, et proportio antibacterialis est 99.99% et elige hoc exemplum ut repraesentativum pro subsequenti characterizatione structurali.
(a) Relatio inter gradum actionis antibacterialis et quantitatem strati Argenti applicati necnon concentrationem argenti ammoniae; (b) Photographiae laminarum culturae bacterialis camera digitali captae, exempla vacua et exempla parata cum argenti ammoniae 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM et 90 mM ostendentes. Actio antibacterialis textili Ag/PVA/PP contra Escherichia coli.
Figura 4a spectra FTIR/ATR PP, PVA/PP, Ag/PP et Ag/PVA/PP ostendit. Fasciae absorptionis fibrae PP purae ad 2950 cm⁻¹ et 2916 cm⁻¹ vibrationi extensionis asymmetricae gregum –CH3 et –CH2- debentur, et ad 2867 cm⁻¹ et 2837 cm⁻¹ vibrationi extensionis symmetricae gregum –CH3 et –CH2 –, –CH3 et –CH2– debentur. Fasciae absorptionis ad 1375 cm⁻¹ et 1456 cm⁻¹ vibrationibus asymmetricis et symmetricis translationis –CH338.39 attribuuntur. Spectrum FTIR fibrae Ag/PP simile est ei fibrae PP. Praeter fasciam absorptionis PP, novus cacus absorptionis ad 3360 cm⁻¹ textilium PVA/PP et Ag/PVA/PP extensioni nexus hydrogenii gregis –OH attribuitur. Hoc demonstrat PVA feliciter superficiei fibrae polypropyleni applicari. Praeterea, cacumen absorptionis hydroxyli textili Ag/PVA/PP paulo debilius est quam textili PVA/PP, quod fortasse ob coordinationem nonnullorum gregum hydroxyli cum argento est.
Spectrum FT-IR (a), curva TGA (b) et spectrum mensurae XPS (c) puri PP, textili PVA/PP et textili Ag/PVA/PP, et spectrum C 1s puri PP (d), textili PVA/PP PP (e) et cacumen Ag 3d (f) textili Ag/PVA/PP.
In Figura 4c spectra XPS textilium PP, PVA/PP, et Ag/PVA/PP ostendit. Signum O 1s debile fibrae polypropylenae purae elemento oxygenii in superficie adsorpto attribui potest; apex C 1s ad 284.6 eV CH et CC attribuitur (vide Figuram 4d). Comparata cum fibra PP pura, textum PVA/PP (Figura 4e) praebet efficaciam magnam ad 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) et 288.5 eV (H–C=O)38. Praeterea, spectrum O 1s textili PVA/PP per duos cacumina ad 532.3 eV et 533.2 eV (Fig. S4) approximari potest, hi cacumina C 1s respondent C–OH et H–C=O (greges hydroxyl PVA et gregis aldehydi glucosi), quod congruit cum datis FTIR. Textilia non textilia Ag/PVA/PP retinent spectrum O 1s C-OH (532.3 eV) et HC=O (533.2 eV) (Figura S5), constans ex 65.81% (percentu atomico) C, 22.89% O et 11.31% Ag (Fig. S4). Praesertim, cacumina Ag 3d5/2 et Ag 3d3/2 ad 368.2 eV et 374.2 eV (Fig. 4f) porro probant nanoparticulas Ag in superficie textili non texto PVA/PP42 dopatas esse.
Curvae TGA (Fig. 4b) puri PP, textili Ag/PP, et textili Ag/PVA/PP ostendunt eas similes processus decompositionis thermalis subire, et depositionem nanoparticulorum Ag ad levem augmentum temperaturae degradationis thermalis fibrarum PP. (PVA/PP fibrarum) (a 480°C (fibrae PP) ad 495°C) ducere, fortasse propter formationem impedimenti Ag43. Simul, quantitates residuae purorum exemplorum PP, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50 et Ag/PP-W50 post calefactionem ad 800°C erant 1.32%, 16.26% et 13.86% respective 9.88% et 2.12% (suffixum W50 hic ad 50 cyclos lavacrorum refertur). Reliquum PP puri impuritatibus tribuitur, reliquum autem exemplorum reliquis nanoparticulis argenti (Ag NPs), et differentia in quantitate residua exemplorum argento onustorum ex diversis quantitatibus nanoparticulorum argenti impostorum oriri debet. Praeterea, post quinquagies lavationem textili Ag/PP, contentum argenti residuum 94.65% redactum est, et contentum argenti residuum textili Ag/PVA/PP circiter 31.74% redactum est. Hoc demonstrat obductionem PVA incapsulantem adhaesionem AgNPs ad matricem PP efficaciter augere posse.
Ad commoditatem induendi aestimandam, permeabilitas aeris et celeritas transmissionis vaporis aquae textili polypropyleni praeparati mensuratae sunt. Generaliter, permeabilitas aeris cum commoditate thermali usoris coniungitur, praesertim in ambitus calidis et humidis44. Ut in Figura 5a demonstratur, permeabilitas aeris PP puri est 2050 mm/s, et post modificationem PVA ad 856 mm/s decrescit. Hoc fit quia pellicula PVA in superficie fibrae PP et partis textae formata adiuvat ad hiatus inter fibras reducendos. Post applicationem nanoparticulorum argenti (Ag NPs), permeabilitas aeris textili PP augetur propter consumptionem tegumenti PVA cum nanoparticulae argenti applicantur. Praeterea, permeabilitas aeris textilium Ag/PVA/PP tendit ad decrescendum cum concentratio argenti ammoniae a 10 ad 50 mmol augetur. Hoc fortasse debetur ei quod crassitudo depositi argenti crescit cum crescente concentratione argenti ammoniae, quod adiuvat ad numerum pororum et probabilitatem vaporis aquae per eos transeundi reducendam.
(a) Permeabilitas aeris textorum Ag/PVA/PP praeparatorum cum variis concentrationibus argenti ammoniae; (b) Transmissio vaporis aquae textorum Ag/PVA/PP praeparatorum cum variis concentrationibus argenti ammoniae; (c) Modificatores varii Curva tensilis textorum Ag/PVA/PP obtentae ad variis concentrationibus; (d) Curva tensilis textorum Ag/PVA/PP obtenta ad variis concentrationibus argenti ammoniae (textus Ag/PVA/PP obtentus ad 30 mM concentrationis argenti ammoniae etiam ostenditur) (Compara curvas tensiles textorum PP post 40 cyclos lavacri).
Celeritas transmissionis vaporis aquae est alius index magni momenti commoditatis thermalis textili45. Evenit ut permeabilitas humoris textilium praecipue afficiatur a respirabilitate et proprietatibus superficialibus. Hoc est, permeabilitas aeris praecipue pendet a numero pororum; proprietates superficiales permeabilitatem humoris gregum hydrophilicorum afficiunt per adsorptionem-diffusionem-desorptionem molecularum aquae. Ut in Figura 5b demonstratur, permeabilitas humoris fibrae PP purae est 4810 g/(m2·24h). Post obsignationem cum involucro PVA, numerus foraminum in fibra PP decrescit, sed permeabilitas humoris textili PVA/PP augetur ad 5070 g/(m2·24h), cum permeabilitas humoris eius praecipue determinetur a proprietatibus superficialibus, non poris. Post depositionem AgNPs, permeabilitas humoris textili Ag/PVA/PP ulterius aucta est. Praesertim, maxima permeabilitas humoris textili Ag/PVA/PP obtenta est ad concentrationem argenti ammoniae 30 mM est 10300 g/(m2·24h). Simul, varia permeabilitas humiditatis textorum Ag/PVA/PP, variis argenti ammoniae concentrationibus obtenta, cum differentiis in crassitudine strati argenti depositionis et numero pororum eius coniungi potest.
Proprietates mechanicae textorum vitam eorum utilitatis magnopere afficiunt, praesertim ut materiae recyclabiles46. Figura 5c curvam tensionis tensilis texti Ag/PVA/PP ostendit. Robur tensile puri PP tantum 2.23 MPa est, dum robur tensile texti PVA/PP 1% ponderis significanter augetur ad 4.56 MPa, quod indicat encapsulationem texti PVA PP adiuvare ad proprietates eius mechanicas significanter emendandas. Robur tensile et elongatio ad rupturam texti PVA/PP augentur cum crescente concentratione modificantis PVA quia pellicula PVA tensionem frangere et fibram PP firmare potest. Attamen, cum concentratio modificantis ad 1.5% ponderis crescit, PVA viscosum textum polypropylene rigidum facit, quod commoditatem gerendi graviter afficit.
Collatis cum puris textilibus PP et PVA/PP, vis tensile et elongatio ad rupturam textilium Ag/PVA/PP ulterius augentur, quia nanoparticulae Ag uniformiter distributae in superficie fibrarum PP onus distribuere possunt47,48. Videtur vis tensile fibrae Ag/PP maior esse quam PP puri, ad 3.36 MPa perveniens (Fig. 5d), quod effectum fortem et roborantem nanoparticulorum argenti confirmat. Praesertim, textilis Ag/PVA/PP producta concentratione argenti ammoniae 30 mM (loco 50 mM) maximam vim tensile et elongationem ad rupturam exhibet, quae adhuc depositioni uniformi nanoparticulorum argenti necnon depositioni uniformi debetur. Aggregatio nanoparticulorum argenti sub condicionibus altae concentrationis argenti ammoniae. Praeterea, post quadraginta cyclos lavacri, vis tensilis et elongatio ad rupturam textili Ag/PVA/PP praeparati ad concentrationem argenti ammoniae 30 mM 32.7% et 26.8% respective decreverunt (Fig. 5d), quod fortasse cum parva iactura nanoparticularum argenti post hoc depositarum coniunctum est.
Figurae 6a et b imagines photographicas digitales textili Ag/PVA/PP et textili Ag/PP post lavacra per 0, 10, 20, 30, 40, et 50 cyclos cum concentratione argenti ammoniae 30 mM ostendunt. Textili Ag/PVA/PP obscure griseo et textili Ag/PP gradatim griseo diluto post lavacra fiunt; et mutatio coloris prioris per lavacram non tam gravis videtur quam secundae. Praeterea, comparata cum textili Ag/PP, argenti contentum textili Ag/PVA/PP relative lente post lavacram decrevit; post lavacra 20 vel pluries, prior argenti contentum maius retinuit quam posterior (Figura 6c). Hoc indicat inclusionem fibrarum PP cum involucro PVA adhaesionem nanoparticulorum Ag ad fibras PP significanter emendare posse. Figura 6d imagines SEM textili Ag/PVA/PP et textili Ag/PP post lavacra per 10, 40, et 50 cyclos ostendit. Textilia Ag/PVA/PP minus iacturae nanoparticulorum Ag per lavacrum quam textilia Ag/PP patiuntur, iterum quia stratum PVA includens adhaesionem nanoparticulorum Ag ad fibris PP meliorem reddit.
(a) Photographiae textilium Ag/PP camera digitali captae (ad 30 mM argenti ammoniae concentrationem) post lavacrum per 0, 10, 20, 30, 40 et 50 cyclos (1-6); (b) Photographiae textilium Ag/PVA/PP camera digitali captae (ad 30 mM argenti ammoniae concentrationem) post lavacrum per 0, 10, 20, 30, 40 et 50 cyclos (1-6); (c) Mutationes in argenti contento duorum textilium per cyclos lavacrorum; (d) Imagines SEM textilium Ag/PVA/PP (1-3) et textilium Ag/PP (4-6) post 10, 40 et 50 cyclos lavacrorum.
Figura 7 ostendit actionem antibacterialem et imagines photographicas camerae digitalis textilium Ag/PVA/PP contra E. coli post 10, 20, 30 et 40 cyclos lavacrorum. Post 10 et 20 lavacra, effectus antibacterialis textilium Ag/PVA/PP mansit ad 99.99% et 99.93%, demonstrans excellentem actionem antibacterialem. Gradus antibacterialis textilium Ag/PVA/PP paulum decrevit post 30 et 40 lavacra, quod ob amissionem AgNP post lavacra diuturna factum est. Attamen, proportio antibacterialis textilium Ag/PP post 40 lavacra tantum 80.16% est. Perspicuum est effectum antibacterialem textilium Ag/PP post 40 cyclos lavacrorum multo minorem esse quam textilium Ag/PVA/PP.
(a) Gradus activitatis antibacterialis contra E. coli. (b) Ad comparationem, imagines textili Ag/PVA/PP captae camera digitali post lavacrum textili Ag/PP ad concentrationem argenti ammoniae 30 mM per 10, 20, 30, 40 et 40 cyclos etiam monstrantur.
In Figura VIII schematice ostenditur fabricationem textili Ag/PVA/PP magnae scalae utens via bipartita "roll-to-roll". Hoc est, solutio PVA/glucosi in quadro volvendo per certum tempus macerata est, deinde extracta, et deinde solutione argenti-ammoniae eodem modo impregnata est ad textile Ag/PVA/PP obtinendum. (Fig. 8a). Textile Ag/PVA/PP resultans adhuc excellentem actionem antibacterialem retinet etiam si per annum unum manet. Ad praeparationem magnae scalae textilium Ag/PVA/PP, textilia non textilia PP resultantia in processu continuo volvendo impregnata sunt et deinde per solutionem PVA/glucosi et solutionem argenti-ammoniae successive transmissa et processa sunt. Duobus modis. Videos adiuncti. Tempus impregnationis regitur per celeritatem cylindri adaptandam, et quantitas solutionis adsorptae regitur per distantiam inter cylindros adaptandam (Fig. 8b), ita textile non textile Ag/PVA/PP magnae magnitudinis (50 cm × 80 cm) et cylindrus collectionis destinatum obtinendum. Totus processus est simplex et efficax, quod productioni magnae scalae conducit.
Schema productionis productorum magnae magnitudinis destinatorum (a) et schema processus volvendi ad productionem materiarum non textarum Ag/PVA/PP (b).
Telae non textae PVA/PP argentum continentes producuntur per simplicem technologiam depositionis phasis liquidae in situ cum via volvendi-ad-volvendum coniunctam. Comparatae cum tela PP et tela PVA/PP, proprietates mechanicae telae non textae Ag/PVA/PP praeparatae significanter augentur, quia stratum obturans PVA adhaesionem nanoparticulorum argenti ad fibras PP significanter augere potest. Praeterea, quantitas PVA oneris et contentum nanoparticulorum argenti in tela non texta Ag/PVA/PP bene regi possunt per adaptationem concentrationum solutionis PVA/glucosi et solutionis argenti ammoniae. Praesertim tela non texta Ag/PVA/PP praeparata utens solutione argenti ammoniae 30 mM optimas proprietates mechanicas ostendit et excellentem actionem antibacterialem contra E. coli retinuit etiam post 40 cyclos lavacri, bonum potentialem anti-fouling ostendens. Materia non texta PP. Comparatae cum aliis datis litterarum, telae a nobis per methodos simpliciores obtentae meliorem resistentiam lavacri demonstraverunt. Accedit quod tela non texta Ag/PVA/PP resultans permeabilitatem humiditatis et commoditatem gerendi idealem habet, quae eius applicationem in applicationibus industrialibus facilitare potest.
Omnia data per hoc studium obtenta vel analysata (et documenta eorum adiuvantia) include.
Russell, SM et al. Biosensores ad tempestatem cytokinorum COVID-19 oppugnandam: provocationes futurae. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V et Harkey A. COVID-19 et responsa multiorgana. *current question*. *heart*. 45, 100618 (2020).
Zhang R, et al. Aestimationes numeri casuum coronaviri anno 2019 in Sinis secundum stadium et regiones endemicas adaptantur. *Front. Medicine* 14, 199–209 (2020).
Gao J. et al. Materia composita ex tela polypropylena non texta, flexibilis, superhydrophobica et valde conductiva, ad protectionem contra perturbationes electromagneticas. *Chemical. engineer* J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. et al. *Elaboratio pellicularum polyacrylonitrili/argenti nanocompositarum multifunctionalium: activitas antibacterialis, activitas catalytica, conductivitas, protectio UV et sensoria SERS activa.* J. Matt. *Resource Technologies*. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U et Parajuli N. Investigationes hodiernae de nanoparticulis argenteis: synthesis, characterizatio et applicationes. J. Nanomaterials. 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN. Processus simplex ad atramentum conductivum argenteum parandum et superficiebus frequentiae selectivis applicandum. Nanotechnologia 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. et al. Polymeri hyperramificati usum nanoparticulorum argenteorum ut stabilimenta ad impressionem atramenti circuituum flexibilium permittunt. R. Shuker. Chemica. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P et Kawasaki HJML. Retia venarum foliorum conductivarum per auto-assemblationem nanoparticularum argentearum ad applicationes potentiales in sensoribus flexibilibus producta. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Nanosphaerae et series siliceae nanoparticulis argenteis ornatae ut substrata potentialia ad dispersionem Raman superficiei auctam. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. et al. Sensor dispersionis Ramanicae (SERS) amplae scalae, superficie flexibili aucta, cum alta stabilitate et uniformitate signalis. ACS Application Matt. Interfaces 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG et al. Heterostructura hierarchica nanovirgarum fullerenicarum nanoparticulis argenteis (Ag-FNRs) ornatarum fungitur ut substratum SERS efficax et singularum particularum independens. Physica. Chemica. Chemica. Physica. 27, 18873–18878 (2018).
Emam, HE et Ahmed, HB. Studium comparativum nanostructurarum homometallicarum et heterometallicarum agaro fundatarum per degradationem tinctura catalysatam. Internationalitas. J. Biol. Moleculae magnae. 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mikhail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS et Ahmed, HB. Nanocatalysis metallo-dependens ad reductionem polluentium aromaticorum. Mercurii. Scientia. Polluere. Opes. Internationalitas. 27, 6459–6475 (2020).
Ahmed HB et Emam HE Nanostructurae triplicis nuclei et corticis (Ag-Au-Pd) ex seminibus temperatura ambiente ad potentialem purificationem aquae cultae. Polymer. Test. 89, 106720 (2020).
Tempus publicationis: XXVI Novembris MMXXIII