Nature.com сайтаар зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS-ийн дэмжлэгтэй байна. Хамгийн сайн үр дүнд хүрэхийн тулд хөтчийнхөө шинэ хувилбарыг ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах). Энэ хооронд байнгын дэмжлэг үзүүлэхийн тулд бид сайтыг загварчлал эсвэл JavaScriptгүйгээр харуулж байна.
Өнөөдөр бактерийн эсрэг шинж чанартай функциональ даавуу илүү алдартай болсон. Гэсэн хэдий ч удаан эдэлгээтэй, тогтвортой гүйцэтгэлтэй, хямд өртөгтэй даавуу үйлдвэрлэх нь бэрхшээлтэй хэвээр байна. Поливинил спиртийг (PVA) полипропилен (PP) нэхмэл бус даавууг өөрчлөхөд ашигласан бөгөөд дараа нь мөнгөний нано хэсгүүдийг (AgNPs) PVA-өөр өөрчилсөн AgNP-ээр ачаалалтай PP (AgNP гэж нэрлэдэг) үйлдвэрлэхийн тулд газар дээр нь хадгалсан. /PVA/PP) даавуу. PVA бүрээсийг ашиглан PP ширхэгийг битүүмжлэх нь ачаалал ихтэй Ag NPs-ийн PP утаснуудад наалдацыг ихээхэн сайжруулахад тусалдаг ба Ag/PVA/PP нэхмэл бус материалууд нь механик шинж чанар, гэдэсний савханцар (E. coli гэж нэрлэдэг) эсэргүүцэх чадварыг эрс сайжруулдаг. Ерөнхийдөө 30 мм мөнгөн аммиакийн концентрацитай үйлдвэрлэсэн Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавуу нь механик шинж чанараараа илүү сайн, гэдэсний савханцрын эсрэг бактерийн эсрэг хамгаалалт 99.99% хүрдэг. Энэхүү даавуу нь 40 удаа угаалга хийсний дараа маш сайн бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй хэвээр байгаа бөгөөд дахин ашиглах боломжтой. Нэмж дурдахад, Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавуу нь агаар нэвтрүүлэх чадвар сайтай, чийг нэвчих чадвараараа үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглээний хэтийн төлөвтэй байдаг. Үүнээс гадна бид өнхрөх технологи боловсруулж, энэ аргыг ашиглах боломжтой эсэхийг шалгахын тулд урьдчилсан хайгуул хийсэн.
Эдийн засгийн даяаршил гүнзгийрч, хүн амын томоохон шилжилт хөдөлгөөн нь вирусын халдвар дамжих боломжийг ихээхэн нэмэгдүүлж байгаа нь шинэ төрлийн коронавирус яагаад дэлхий даяар тархах хүчтэй, урьдчилан сэргийлэхэд хэцүү байдгийг сайн тайлбарлаж байна1,2,3. Энэ утгаараа полипропилен (PP) нэхмэл бус материал зэрэг бактерийн эсрэг шинэ материалыг эмнэлгийн хамгаалалтын материал болгон гаргах зайлшгүй шаардлагатай байна. Полипропилен нэхмэл бус даавуу нь нягтрал багатай, химийн идэвхгүй байдал, хямд өртөгтэй4 давуу талтай боловч нянгийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлэх чадваргүй, ашиглалтын хугацаа богино, хамгаалалтын үр ашиг багатай. Тиймээс PP нэхмэл бус материалд бактерийн эсрэг шинж чанарыг өгөх нь маш чухал юм.
Эртний бактерийн эсрэг бодис болохын хувьд мөнгө нь коллоид мөнгөний уусмал, мөнгөн сульфадиазин, мөнгөний давс, уураг мөнгө, нано мөнгө гэсэн хөгжлийн таван үе шатыг туулсан. Мөнгөний нано хэсгүүд нь анагаах ухаан5,6, цахилгаан дамжуулах чанар7,8,9, гадаргууг сайжруулсан Раман тархалт10,11,12, будагны каталитик задрал13,14,15,16 гэх мэт салбарт улам бүр ашиглагдаж байна. Ялангуяа мөнгөн нано хэсгүүд (AgNPs) нь уламжлалт металлын давсны эсрэг бодис, аммиакийн эсрэг бодис гэх мэт давуу талтай. нэгдлүүд болон триклозан нь шаардлагатай бактерийн эсэргүүцэл, тогтвортой байдал, бага өртөгтэй, байгаль орчинд хүлээн зөвшөөрөгдөх чадвараас шалтгаалан 17,18,19. Нэмж дурдахад, том хэмжээтэй, нянгийн эсрэг үйлчилгээтэй мөнгөний нано хэсгүүдийг ноосон даавуу20, хөвөн даавуу21,22, полиэфир даавуу болон бусад даавуунд хавсаргаж, нянгийн эсрэг мөнгөний тоосонцорыг хяналттай, тогтвортой ялгаруулна23,24. Энэ нь AgNP-ийг бүрхсэнээр бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй PP даавууг бий болгох боломжтой гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч PP нэхмэл бус материалууд нь функциональ бүлгүүдгүй, туйлшрал багатай байдаг нь AgNP-ийг бүрхэхэд тохиромжгүй байдаг. Энэ дутагдлыг арилгахын тулд зарим судлаачид плазмаар цацах26,27, цацрагаар залгах28,29,30,31, гадаргууг бүрэх32 зэрэг янз бүрийн өөрчлөлтийн аргуудыг ашиглан PP даавууны гадаргуу дээр Ag нано хэсгүүдийг байрлуулахыг оролдсон. Жишээлбэл, Голи нар. [33] PP нэхмэл бус даавууны гадаргуу дээр уургийн бүрээсийг нэвтрүүлсэн бөгөөд уургийн давхаргын захын амин хүчлүүд нь AgNP-ийг холбох зангуу цэг болж, улмаар бактерийн эсрэг сайн шинж чанартай байдаг. үйл ажиллагаа. Ли болон хамтран ажиллагсад 34 хэт ягаан туяагаар сийлбэрлэх замаар N-изопропилакриламид ба N-(3-аминопропил)метакриламид гидрохлорид нь нянгийн эсрэг хүчтэй үйл ажиллагаа явуулдаг болохыг тогтоожээ. утас. . Олиани нар цэвэр PP-ийг гамма цацрагаар урьдчилан эмчлэх замаар маш сайн бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй Ag NPs-PP гель хальс бэлтгэсэн; Гэсэн хэдий ч тэдний арга нь бас нарийн төвөгтэй байсан. Иймээс хүссэн нянгийн эсрэг үйл ажиллагаа бүхий дахин боловсруулж болохуйц полипропилен нэхмэл бус материалыг үр дүнтэй, хялбар үйлдвэрлэхэд бэрхшээлтэй хэвээр байна.
Энэхүү судалгаанд полипропилен даавууг өөрчлөхөд байгаль орчинд ээлтэй, хямд мембран материал болох поливинил спиртийг хальс үүсгэх чадвар сайтай, ус шингээх чадвар сайтай, физик болон химийн маш сайн тогтворжилттойгоор ашигласан болно. Глюкозыг бууруулагч бодис болгон ашигладаг36. Өөрчлөгдсөн PP-ийн гадаргуугийн энергийг нэмэгдүүлэх нь AgNP-ийн сонгомол хуримтлалыг дэмждэг. Бэлтгэсэн Ag/PVA/PP даавуу нь цэвэр РР даавуутай харьцуулахад дахин боловсруулах чадвар сайтай, гэдэсний савханцарын эсрэг маш сайн бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй, 40 удаа угаах дараа ч механик шинж чанар сайтай, амьсгалах чадвар, хүйс, чийг нэвчүүлэх чадвар сайтай байсан.
25 г/м2 хувийн жин, 0.18 мм зузаантай PP нэхмэл бус даавууг Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd (Жиюань, Хятад) нийлүүлж, 5×5 см2 хэмжээтэй хуудас болгон хуваасан. Мөнгөний нитратыг (99.8%; AR) Xilong Scientific Co., Ltd (Шантоу, Хятад) -аас худалдаж авсан. Глюкозыг Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd (Фужоу, Хятад) -аас худалдаж авсан. Поливинил спиртийг (үйлдвэрлэлийн зориулалттай урвалж) Тяньжин Ситонг химийн үйлдвэрээс (БНХАУ, Тяньжин) худалдаж авсан. Ионгүйжүүлсэн усыг уусгагч буюу зайлах бодис болгон ашиглаж, манай лабораторид бэлтгэсэн. Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd. (Бээжин, Хятад) -аас шим тэжээлийн агар, шөл худалдаж авсан. E. coli омог (ATCC 25922) Zhangzhou Bochuang компаниас (БНХАУ, Жанжоу) худалдаж авсан.
Үүссэн PP эдийг 15 минутын турш этанолд хэт авиан шинжилгээгээр угаана. Үүссэн PVA-г усанд нэмж, усан уусмал авахын тулд 95 ° C-т 2 цагийн турш халаана. Дараа нь глюкозыг 0.1%, 0.5%, 1.0%, 1.5% масстай 10 мл PVA уусмалд уусгана. Цэвэршүүлсэн полипропилен нэхмэл бус даавууг PVA/глюкозын уусмалд дүрж, 60 хэмд 1 цагийн турш халаана. Халаалт дууссаны дараа PP шингээсэн нэхмэл бус даавууг PVA/глюкозын уусмалаас гаргаж аваад 60°С-т 0.5 цагийн турш хатааж, вэб гадаргуу дээр PVA хальс үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр PVA/PP нийлмэл материал авна. нэхмэл.
Мөнгөний нитратыг тасалгааны температурт тогтмол хутгах замаар 10 мл усанд уусгаж, аммиакийг дусал дуслаар нэмж, уусмал нь тунгалаг болж, дахин тунгалаг болтол нь мөнгөн аммиакийн уусмал (5-90 мм) авна. PVA/PP нэхмэл бус даавууг мөнгөн аммиакийн уусмалд хийж 60°С-т 1 цагийн турш халааж, даавууны гадаргуу дээр Ag нано хэсгүүдийг in situ үүсгэсний дараа усаар гурван удаа зайлж, 60°С-т хатаана. C 0.5 цагийн турш Ag/PVA/PP нийлмэл даавууг авна.
Урьдчилсан туршилтын дараа бид нийлмэл даавууг их хэмжээгээр үйлдвэрлэх лабораторид өнхрөх төхөөрөмж барьсан. Сөрөг урвал, бохирдлоос зайлсхийхийн тулд бул нь PTFE-ээр хийгдсэн байдаг. Энэ процессын явцад нэвчүүлэх хугацаа болон шингэсэн уусмалын хэмжээг тохируулан булны хурд болон булны хоорондох зайг тохируулж хүссэн Ag/PVA/PP нийлмэл даавууг гаргаж авна.
Эдийн гадаргуугийн морфологийг VEGA3 сканнерийн электрон микроскоп (SEM; Japan Electronics, Japan) ашиглан 5 кВ хурдасгах хүчдэлд судалсан. Мөнгөний нано бөөмсийн талст бүтцийг рентген туяаны дифракцаар (XRD; Bruker, D8 Advanced, Герман; Cu Kα цацраг, λ = 0.15418 нм; хүчдэл: 40 кВ, гүйдэл: 40 мА) 10-80°-ийн мужид шинжилсэн. 2θ. Гадаргууг өөрчилсөн полипропилен даавууны химийн шинж чанарыг шинжлэхийн тулд Фурье хувиргах хэт улаан туяаны спектрометрийг (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) ашигласан. Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны PVA хувиргагчийн агуулгыг азотын урсгалын дор термогравиметрийн шинжилгээгээр (TGA; Mettler Toledo, Швейцарь) хэмжсэн. Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны мөнгөний агуулгыг тодорхойлоход индуктив хосолсон плазмын масс спектрометрийг (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) ашигласан.
Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны агаар нэвчих чадвар, усны уур дамжуулах хурдыг (үзүүлэлт: 78×50см2) GB/T стандартын дагуу гуравдагч талын туршилтын байгууллага (Тяньфанбяо Стандартчилал, Туршилтын ХХК) хэмжсэн. 5453-1997 болон GB/T 12704.2-2009. Түүвэр тус бүрийн хувьд арван өөр оноог сонгон шалгадаг бөгөөд агентлагаас өгсөн өгөгдөл нь арван онооны дундаж юм.
Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны нянгийн эсрэг идэвхийг агар хавтангийн тархалтын арга (чанарын шинжилгээ) болон сэгсрэх колбоны аргаар (тоон шинжилгээ) ашиглан Хятадын GB/T 20944.1-2007, GB/T 20944.3- стандартын дагуу хэмжсэн. . 2008 онд тус тус. Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны гэдэсний савханцрын эсрэг бактерийн эсрэг үйлчлэлийг өөр өөр угаах хугацаанд тогтоосон. Агар хавтанг тараах аргын хувьд туршилтын Ag/PVA/PP нийлмэл даавууг цоолтуурын тусламжтайгаар дискэнд (диаметр: 8 мм) цоолж, гэдэсний савханцар (ATCC 25922) тарьсан агар Петрийн аяганд хавсаргана. ; 3.4 × 108 CFU мл-1) ба дараа нь 37°C, 56% харьцангуй чийгшилд ойролцоогоор 24 цагийн турш өсгөвөрлөнө. Дарангуйлах бүсийг дискний төвөөс хүрээлэн буй колониудын дотоод тойрог хүртэл босоо байдлаар шинжилэв. Сэгсрэх колбоны аргыг ашиглан туршилтанд хамрагдсан Ag/PVA/PP нийлмэл даавуунаас 2х2 см2 хавтгай хавтанг бэлтгэж, 121°С, 0.1 МПа температурт шөлийн орчинд 30 минутын турш автоклавт хадгалав. Автоклавт авсны дараа дээжийг 70 мл шөл өсгөвөрлөх уусмал (1 × 105-4 × 105 CFU/мл суспензийн концентраци) агуулсан 5 мл-ийн Эрленмейер колбонд дүрж, дараа нь 150 ° C хэлбэлзэлтэй температурт өсгөвөрлөнө. rpm ба 25 ° C-д 18 цагийн турш. Сэгсэрсний дараа тодорхой хэмжээний бактерийн суспензийг цуглуулж, арав дахин шингэлнэ. Шаардлагатай хэмжээний шингэрүүлсэн бактерийн суспензийг цуглуулж, агар орчинд тарааж, 37°С, харьцангуй чийгшил 56%-ийн температурт 24 цагийн турш өсгөвөрлөнө. Бактерийн эсрэг үр нөлөөг тооцоолох томъёо нь: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), энд C ба A нь 24 цагийн дараах колонийн тоо юм. Хяналтын бүлэг болон Ag/PVA/PP нийлмэл эдэд тариалсан.
Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны бат бөх чанарыг ISO 105-C10:2006.1A стандартын дагуу угаах замаар үнэлэв. Угаах явцад туршилтын Ag/PVA/PP нийлмэл даавууг (30х40мм2) угаалгын нунтаг (5.0г/л) агуулсан усан уусмалд дүрж, 40±2 эрг/мин, 40±5 эрг/мин хурдтайгаар угаана. өндөр хурд. °C 10, 20, 30, 40, 50 мөчлөг. Угаалгын дараа даавууг гурван удаа усаар зайлж, 50-60 градусын температурт 30 минутын турш хатаана. Бактерийн эсрэг үйл ажиллагааны түвшинг тодорхойлохын тулд угаасны дараа мөнгөний агууламжийн өөрчлөлтийг хэмжинэ.
Зураг 1-д Ag/PVA/PP нийлмэл даавууны үйлдвэрлэлийн бүдүүвч диаграммыг үзүүлэв. Өөрөөр хэлбэл, PP нэхмэл бус материалыг PVA ба глюкозын холимог уусмалд дүрнэ. РР шингээсэн нэхмэл бус материалыг хатааж, битүүмжлэх давхарга үүсгэхийн тулд хувиргагч болон бууруулагчийг тогтооно. Хатаасан полипропилен нэхмэл бус даавууг мөнгөн аммиакийн уусмалд дүрж, мөнгөн нано хэсгүүдийг газар дээр нь байрлуулна. Өөрчлөгчийн концентраци, глюкоз ба мөнгөний аммиакийн молийн харьцаа, мөнгөний аммиакийн концентраци, урвалын температур нь Ag NPs-ийн хур тунадасжилтад нөлөөлдөг. чухал хүчин зүйлүүд юм. Зураг 2а-д Ag/PVA/PP даавууны усны контактын өнцгийн өөрчлөлтийн концентрацаас хамаарах хамаарлыг харуулав. Өөрчлөлтийн концентраци нь жингийн 0.5% -иас 1.0 жин хүртэл нэмэгдэхэд Ag / PVA / PP даавууны контактын өнцөг мэдэгдэхүйц буурдаг; хувиргагчийн концентраци нь жингийн 1.0% -иас 2.0 жингийн хувь хүртэл нэмэгдэхэд бараг өөрчлөгддөггүй. Зураг 2 b-д 50 мМ мөнгөн аммиакийн концентрацид бэлтгэсэн цэвэр PP утас ба Ag/PVA/PP даавууны SEM дүрс, глюкоз ба мөнгөн аммиакийн янз бүрийн молийн харьцаа (1:1, 3:1, 5:1, 9:1)-ийг үзүүлэв. . зураг. ). Үүссэн PP шилэн нь харьцангуй гөлгөр байдаг. PVA хальсаар бүрсэний дараа зарим утаснууд хоорондоо наасан байна; Мөнгөний нано хэсгүүдийн хуримтлалаас болж утаснууд нь харьцангуй барзгар болдог. Бууруулах бодис ба глюкозын молийн харьцаа нэмэгдэхийн хэрээр Ag NPs-ийн хуримтлагдсан давхарга аажмаар өтгөрч, молийн харьцаа 5:1 ба 9:1 болж өсөхөд Ag NP нь дүүргэгч үүсгэх хандлагатай байдаг. PP эслэгийн макроскоп ба микроскопийн зураг нь ялангуяа бууруулагч бодис ба глюкозын молийн харьцаа 5: 1 байх үед илүү жигд болдог. 50 мм мөнгөн аммиакаас авсан харгалзах дээжийн дижитал гэрэл зургийг S1 зурагт үзүүлэв.
Өөр өөр PVA концентрацитай Ag/PVA/PP даавууны устай харьцах өнцгийн өөрчлөлт (a), 50 мМ мөнгөн аммиакийн концентраци болон глюкоз, мөнгөний аммиакийн янз бүрийн молийн харьцаагаар авсан Ag/PVA/PP даавууны SEM зураг [(b))) ; (1) PP шилэн, (2) PVA/PP шилэн, (3) молийн харьцаа 1:1, (4) молийн харьцаа 3:1, (5) молийн харьцаа 5:1, (6) молийн харьцаа 9: 1], рентген туяаны дифракцийн загвар (c) болон Ag/PVA/PP даавууны SEM зураг (d) мөнгөн (амми2) концентраци: аммиак1) мм, (3) 30 мм, (4) 50 мм, (5) 90 мм ба (6) Ag/PP-30 мМ. Урвалын температур 60 ° C байна.
Зураг дээр 2в-р зурагт үүссэн Ag/PVA/PP даавууны рентген туяаны дифракцийн загварыг харуулав. PP шилэн 37-ийн дифракцийн оргилоос гадна 2θ = ∼ 37.8°, 44.2°, 64.1° ба 77.3°-ийн дөрвөн дифракцийн оргил нь (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), Кристал хавтгай (3ublesic 1-ийн 1-р хэсэг)-тай тохирч байна. Мөнгөний аммиакийн концентраци 5-аас 90 мм хүртэл нэмэгдэхийн хэрээр Ag-ийн XRD загвар улам хурц болж, дараа нь талстжилт нэмэгддэг. Шеррерийн томъёоны дагуу 10 мМ, 30 мм, 50 мм мөнгөн аммиакаар бэлтгэсэн Аг нано хэсгүүдийн ширхэгийн хэмжээг 21.3 нм, 23.3 нм, 26.5 нм гэж тооцсон. Учир нь мөнгөний аммиакийн концентраци нь металл мөнгө үүсгэх урвалын хөдөлгөгч хүч юм. Мөнгөний аммиакийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр Ag NPs-ийн бөөмжилт, өсөлтийн хурд нэмэгддэг. Зураг 2d нь Ag аммиакийн янз бүрийн концентрациас гаргаж авсан Ag/PVA/PP даавууны SEM зургийг үзүүлэв. 30 мм-ийн мөнгөн аммиакийн концентрацитай үед Ag NP-ийн хуримтлагдсан давхарга харьцангуй нэгэн төрлийн байна. Гэсэн хэдий ч мөнгөний аммиакийн агууламж хэт өндөр байвал Ag NP-ийн хуримтлалын давхаргын жигд байдал буурах хандлагатай байдаг нь Ag NP хуримтлалын давхаргад хүчтэй бөөгнөрөл үүссэнтэй холбоотой байж болох юм. Үүнээс гадна гадаргуу дээрх мөнгөн нано хэсгүүд нь бөмбөрцөг ба хайрст үлд гэсэн хоёр хэлбэртэй байдаг. Бөмбөрцөг хэлбэрийн бөөмийн хэмжээ нь ойролцоогоор 20-80 нм, давхаргын хажуугийн хэмжээ нь ойролцоогоор 100-300 нм (Зураг S2). Өөрчлөгдөөгүй PP даавууны гадаргуу дээрх Ag нано хэсгүүдийн хуримтлуулах давхарга жигд бус байна. Үүнээс гадна температурыг нэмэгдүүлэх нь Ag NPs-ийн бууралтыг дэмждэг (Зураг. S3), гэхдээ хэт өндөр урвалын температур нь Ag NPs-ийн сонгомол хур тунадасыг дэмждэггүй.
Зураг 3а нь мөнгөн аммиакийн концентраци, хадгалсан мөнгөний хэмжээ, бэлтгэсэн Ag/PVA/PP даавууны бактерийн эсрэг үйл ажиллагааны хоорондын хамаарлыг бүдүүвчээр дүрсэлсэн байна. Зураг 3b-д мөнгөн аммиакийн янз бүрийн концентрацитай дээжийн бактерийн эсрэг шинж чанарыг харуулсан бөгөөд энэ нь дээжийн бактерийн эсрэг байдлыг шууд харуулж чадна. Мөнгөний аммиакийн агууламж 5 мм-ээс 90 мм хүртэл нэмэгдэхэд мөнгөний хур тунадасны хэмжээ 13.67 г/кг-аас 481.81 г/кг болж өссөн байна. Түүнчлэн, мөнгөний хуримтлалын хэмжээ ихсэх тусам гэдэсний савханцарын эсрэг бактерийн эсрэг үйл ажиллагаа эхлээд нэмэгдэж, дараа нь өндөр түвшинд хэвээр байна. Тодруулбал, мөнгөний аммиакийн концентраци 30 мм байх үед үүссэн Ag/PVA/PP даавуунд мөнгөн хуримтлалын хэмжээ 67.62 г/кг, бактерийн эсрэг үйлчилгээ 99.99% байна. мөн энэ дээжийг дараагийн бүтцийн шинж чанарыг төлөөлөх төлөөлөгч болгон сонгоно.
(a) Бактерийн эсрэг үйл ажиллагааны түвшин ба хэрэглэсэн Ag давхаргын хэмжээ, мөнгөн аммиакийн концентрацийн хоорондын хамаарал; (б) 5 мм, 10 мм, 30 мм, 50 мм, 90 мм мөнгөн аммиак ашиглан бэлтгэсэн хоосон дээж, дээжийг харуулсан дижитал камераар авсан бактерийн өсгөвөрлөх хавтангийн гэрэл зураг. Ag/PVA/PP даавууны гэдэсний савханцрын эсрэг бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй
Зураг 4а-д PP, PVA/PP, Ag/PP болон Ag/PVA/PP-ийн FTIR/ATR спектрийг үзүүлэв. 2950 см-1 ба 2916 см-1 дэх цэвэр РР ширхэгийн шингээлтийн зурвас нь –CH3 ба –CH2- бүлгүүдийн тэгш хэмт бус суналтын чичиргээнээс, 2867 см-1 ба 2837 см-1-д –CH2 –CH3 бүлгүүдийн тэгш хэмтэй суналтын чичиргээнээс шалтгаална. –CH3 ба –CH2–. 1375 см–1 ба 1456 см–1-ийн шингээлтийн зурвас нь –CH338.39-ийн тэгш бус ба тэгш хэмтэй шилжилтийн чичиргээтэй холбоотой. Ag/PP шилэн FTIR спектр нь PP шилэнтэй төстэй. PP-ийн шингээлтийн зурвасаас гадна PVA/PP ба Ag/PVA/PP даавууны 3360 см-1-ийн шинэ шингээлтийн оргил нь –OH бүлгийн устөрөгчийн холбоо сунасантай холбоотой юм. Энэ нь PVA-г полипропилен шилэн гадаргуу дээр амжилттай хэрэглэж байгааг харуулж байна. Түүнчлэн, Ag/PVA/PP даавууны гидроксил шингээлтийн оргил нь PVA/PP даавууныхаас арай сул байдаг нь мөнгөтэй зарим гидроксил бүлгүүдийн зохицуулалттай холбоотой байж болох юм.
Цэвэр PP, PVA/PP даавуу болон Ag/PVA/PP даавууны FT-IR спектр (a), TGA муруй (б) болон XPS хэмжилтийн спектр (в), Ag/PVA/PP даавууны цэвэр PP (d), PVA/PP PP даавуу (e) болон Ag 3d оргил (f) -ийн C 1s спектр.
Зурагт 4c-д PP, PVA/PP, Ag/PVA/PP даавууны XPS спектрийг үзүүлэв. Цэвэр полипропилен эслэгийн сул O 1s дохио нь гадаргуу дээр шингэсэн хүчилтөрөгчийн элементтэй холбоотой байж болно; 284.6 эВ-ийн C 1s оргил нь CH ба CC-тэй холбоотой (Зураг 4d-г үз). Цэвэр PP эслэгтэй харьцуулахад PVA/PP даавуу (Зураг 4e) нь 284.6 эВ (C–C/C–H), 285.6 eV (C–O–H), 284.6 eV (C–C/C–H), 285.6 eV (C–O–H) ба eV385-д өндөр гүйцэтгэлийг харуулж байна. Нэмж дурдахад, PVA/PP даавууны O 1s спектрийг 532.3 eV ба 533.2 eV41 (Зураг. S4) гэсэн хоёр оргилоор ойролцоолж болно (Зураг. S4), эдгээр C 1s оргилууд нь C–OH ба H–C=O (PVA-ийн гидроксил бүлэг ба альдегидийн глюкозын бүлэг) -тэй тохирч байгаа нь IR-тэй нийцэж байна. Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавуу нь 65.81% (атомын хувь) C, 22. 89. % O ба 11.31% Ag (Fig.) -ээс бүрдэх C-OH (532.3 эВ) ба HC=O (533.2 эВ) (Зураг S5) O 1s спектрийг хадгалдаг. Ялангуяа Ag 3d5/2 ба Ag 3d3/2-ийн 368.2 эВ ба 374.2 эВ-ийн оргилууд (Зураг 4f) нь PVA/PP42 нэхмэл бус даавууны гадаргуу дээр Ag NP-ийг нэмэлтээр баяжуулж байгааг нотолж байна.
Цэвэр PP, Ag/PP даавуу, Ag/PVA/PP даавууны TGA муруй (Зураг 4б) нь дулааны задралын үйл явцтай ижил төстэй бөгөөд Ag NPs-ийн тунадасжилт нь РР-ийн дулааны задралын температурыг бага зэрэг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. утас PVA/PP утас (480 ° C (PP утас) -аас 495 ° C хүртэл), магадгүй Ag саад үүссэнтэй холбоотой43. Үүний зэрэгцээ 800°С-т халаасны дараа PP, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50, Ag/PP-W50-ийн цэвэр дээжийн үлдэгдэл 1.32%, 16.26%, 13.86% байна. % тус тус 9.88% ба 2.12% (энд W50 дагавар нь 50 угаах циклийг хэлж байна). Цэвэр PP-ийн үлдэгдэл нь хольцтой, үлдсэн дээжийн үлдэгдэл нь Ag NP-д хамаарах бөгөөд мөнгө ачсан дээжийн үлдэгдэл хэмжээний зөрүү нь тэдгээрт ачаалагдсан мөнгөн нано хэсгүүдийн өөр өөр хэмжээтэй холбоотой байх ёстой. Мөн Ag/PP даавууг 50 удаа угаасны дараа мөнгөний үлдэгдэл 94.65%, Ag/PVA/PP даавууны үлдэгдэл мөнгөний агууламж 31.74% орчим буурсан байна. Энэ нь PVA бүрхүүл нь AgNP-ийн PP матрицад наалдацыг үр дүнтэй сайжруулж болохыг харуулж байна.
Өмсөх тав тухыг үнэлэхийн тулд бэлтгэсэн полипропилен даавууны агаар нэвтрүүлэх чадвар, усны уур дамжуулах хурдыг хэмжсэн. Ерөнхийдөө амьсгалах чадвар нь хэрэглэгчийн дулааны ая тухтай байдал, ялангуяа халуун, чийглэг орчинд44 хамааралтай байдаг. Зураг 5а-д үзүүлснээр цэвэр PP-ийн агаар нэвтрүүлэх чадвар 2050 мм/с, PVA-д өөрчлөлт оруулсны дараа 856 мм/с хүртэл буурдаг. Учир нь PP шилэн болон нэхмэл хэсгийн гадаргуу дээр үүссэн PVA хальс нь утас хоорондын зайг багасгахад тусалдаг. Ag NP-ийг түрхсэний дараа PP даавууны агаар нэвчих чадвар нь Ag NP-ийг түрхэхэд PVA бүрэх зарцуулалтаас болж нэмэгддэг. Түүнчлэн, мөнгөний аммиакийн агууламж 10-аас 50 ммоль хүртэл нэмэгдэх тусам Ag/PVA/PP даавууны амьсгалах чадвар буурах хандлагатай байдаг. Энэ нь мөнгөний аммиакийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр мөнгөний ордын зузаан нэмэгдэж, нүх сүвний тоо багасч, тэдгээрээр дамжин усны уур гарах магадлал багасдагтай холбоотой байж болох юм.
(a) мөнгөн аммиакийн янз бүрийн концентрацитай бэлтгэсэн Ag/PVA/PP даавууны агаар нэвтрүүлэх чадвар; (б) мөнгөн аммиакийн янз бүрийн концентрацитай бэлтгэсэн Ag/PVA/PP даавууны усны уур дамжуулалт; (в) Төрөл бүрийн хувиргагч Ag Fabric/PVA/PP-ийн суналтын муруйг янз бүрийн концентрацид авсан; (г) Мөнгөний аммиакийн янз бүрийн концентрацид гаргаж авсан Ag/PVA/PP даавууны суналтын муруйг (30 мм мөнгөн аммиакийн концентрацид гаргаж авсан Ag/PVA/PP даавууг мөн үзүүлэв) (40 угаах циклийн дараа PP даавууны суналтын муруйг харьцуулна уу).
Усны уур дамжуулах хурд нь даавууны дулааны ая тухтай байдлын бас нэг чухал үзүүлэлт юм45. Даавууны чийг нэвчих чадвар нь амьсгалах чадвар, гадаргуугийн шинж чанараас ихээхэн хамаардаг. Өөрөөр хэлбэл, агаар нэвтрүүлэх чадвар нь нүх сүвний тооноос ихээхэн хамаардаг; гадаргуугийн шинж чанар нь усны молекулуудын шингээлт-диффуци-десорбцоор дамжуулан гидрофил бүлгийн чийг нэвчих чадварт нөлөөлдөг. Зураг 5б-д үзүүлснээр цэвэр РР ширхэгийн чийг нэвчих чадвар 4810 г/(м2·24 цаг) байна. PVA бүрээсээр битүүмжлэсний дараа PP шилэн доторх нүхний тоо багасах боловч чийг нэвчих чадвар нь гадаргуугийн шинж чанараар голчлон тодорхойлогддог тул PVA/PP даавууны чийг нэвчих чадвар 5070 г/(м2·24 цаг) хүртэл нэмэгддэг. нүх биш. AgNP-ийг хуримтлуулсны дараа Ag/PVA/PP даавууны чийг нэвчих чадвар улам нэмэгдэв. Тодруулбал, 30 мМ мөнгөн аммиакийн концентрацид гаргаж авсан Ag/PVA/PP даавууны чийг нэвчих хамгийн дээд хэмжээ нь 10300 г/(м2·24 цаг) байна. Үүний зэрэгцээ мөнгөн аммиакийн янз бүрийн концентрациас гаргаж авсан Ag/PVA/PP даавууны чийг нэвчих чадвар нь мөнгөн хуримтлалын давхаргын зузаан, нүх сүвний тооноос ялгаатай байж болно.
Даавууны механик шинж чанар нь эдэлгээний хугацаанд, ялангуяа дахин боловсруулах материалд ихээхэн нөлөөлдөг46. Зураг 5c нь Ag/PVA/PP даавууны суналтын стрессийн муруйг харуулж байна. Цэвэр PP-ийн суналтын бат бэх нь ердөө 2.23 МПа байдаг бол 1 wt% PVA/PP даавууны суналтын бат бэх нь 4.56 МПа болж мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн нь PVA PP даавууны бүрхүүл нь түүний механик шинж чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулахад тусалдаг болохыг харуулж байна. шинж чанарууд. PVA/PP даавууны суналтын бат бэх ба суналт нь PVA хувиргагчийн концентраци нэмэгдэх тусам нэмэгддэг, учир нь PVA хальс нь стрессийг эвдэж, PP утасыг бэхжүүлдэг. Гэсэн хэдий ч хувиргагчийн концентраци жингийн 1.5% хүртэл нэмэгдэхэд наалдамхай PVA нь полипропилен даавууг хатуу болгодог бөгөөд энэ нь өмссөн тав тухтай байдалд ноцтой нөлөөлдөг.
Цэвэр PP болон PVA/PP даавуутай харьцуулахад Ag/PVA/PP даавууны суналтын бат бэх ба хугарлын суналт нь PP ширхэгийн гадаргуу дээр жигд тархсан Ag нано хэсгүүд нь ачааллыг хуваарилж чаддаг тул улам сайжирсан. Эндээс харахад Ag/PP эслэгийн суналтын бат бэх нь цэвэр РР-ээс өндөр буюу 3.36 МПа (Зураг 5d) хүрч байгаа нь Ag NP-ийн хүчтэй, бэхжүүлэх нөлөөг баталж байна. Ялангуяа 30 мм (50 мм-ийн оронд) мөнгөний аммиакийн концентрацитай үйлдвэрлэсэн Ag/PVA/PP даавуу нь тасрах үед хамгийн их суналтын бат бэх, суналтыг харуулдаг бөгөөд энэ нь Ag NP-ийн жигд тунадас, мөн жигд тунадастай холбоотой хэвээр байна. Мөнгөний аммиакийн өндөр агууламжтай нөхцөлд мөнгөний NP-ийг нэгтгэх. Түүнчлэн, 40 удаагийн угаах циклийн дараа 30 мм мөнгөн аммиакийн концентрацид бэлтгэсэн Ag/PVA/PP даавууны хугарлын үед суналтын бат бэх ба суналт 32.7%, 26.8% тус тус буурсан (Зураг 5d) нь үүний дараа хуримтлагдсан мөнгөний нано хэсгүүдийн бага хэмжээний алдагдалтай холбоотой байж болох юм.
Зураг 6a, b-д 30 мМ мөнгөн аммиакийн концентрацид 0, 10, 20, 30, 40, 50 мөчлөгт угаасны дараа Ag/PVA/PP даавуу болон Ag/PP даавууны дижитал камерын гэрэл зургуудыг үзүүлэв. Хар саарал Ag/PVA/PP даавуу, Ag/PP даавуу нь угаасны дараа аажмаар цайвар саарал өнгөтэй болдог; Мөн угаах явцад эхнийх нь өнгө өөрчлөгдөх нь хоёр дахь шиг тийм ч ноцтой биш юм шиг санагддаг. Үүнээс гадна, Ag / PP даавуутай харьцуулахад Ag / PVA / PP даавууны мөнгөний агууламж нь угаах дараа харьцангуй удаан буурсан; 20 ба түүнээс дээш удаа угаасны дараа эхнийх нь сүүлийнхээс илүү их мөнгөний агууламжийг хадгалсан (Зураг 6в). Энэ нь PP утасыг PVA бүрээстэй болгох нь Ag NPs-ийн PP утаснуудын наалдацыг ихээхэн сайжруулж болохыг харуулж байна. Зураг 6d-д 10, 40, 50 мөчлөгт угаасны дараа Ag/PVA/PP даавуу болон Ag/PP даавууны SEM зургийг үзүүлэв. Ag/PVA/PP даавуу нь Ag/PP даавууг бодвол угаах явцад Ag NP-ийн алдагдал багатай байдаг нь дахин PVA бүрхүүл нь Ag NPs-ийн PP утаснуудад наалдацыг сайжруулахад тусалдаг.
(a) 0, 10, 20, 30, 40, 50 цикл (1-6) угаасны дараа дижитал аппаратаар авсан Ag/PP даавууны гэрэл зургууд (30 мм мөнгөн аммиакийн концентрацитай); (б) Ag/PVA/PP 0, 10, 20, 30, 40, 50 цикл (1-6) угаасны дараа дижитал аппаратаар авсан даавууны гэрэл зураг (30 мм мөнгөн аммиакийн концентрацитай); (в) Угаалгын мөчлөгийн туршид хоёр даавууны мөнгөний агууламжийн өөрчлөлт; (г) 10, 40, 50 угаах циклийн дараа Ag/PVA/PP даавуу (1-3) ба Ag/PP даавууны (4-6) SEM зураг.
Зураг 7-д 10, 20, 30, 40 угаах циклийн дараа E. coli-ийн эсрэг Ag/PVA/PP даавууны бактерийн эсрэг үйл ажиллагаа болон дижитал камерын гэрэл зургийг харуулав. 10 ба 20 удаа угаалга хийсний дараа Ag/PVA/PP даавууны бактерийн эсрэг үйлчилгээ 99.99% ба 99.93% хэвээр байгаа нь нянгийн эсрэг маш сайн үйл ажиллагааг харуулсан. Ag/PVA/PP даавууны нянгийн эсрэг түвшин 30, 40 удаа угаасны дараа бага зэрэг буурсан нь удаан хугацаагаар угаасны дараа AgNP алдагдсантай холбоотой. Гэсэн хэдий ч 40 удаа угаалга хийсний дараа Ag/PP даавууны нянгийн эсрэг үйлчилгээ ердөө 80.16% байна. 40 удаагийн угаах дараа Ag/PP даавууны нянгийн эсрэг үйлчилгээ нь Ag/PVA/PP даавуунаас хамаагүй бага байх нь ойлгомжтой.
(a) E. coli-ийн эсрэг бактерийн эсрэг үйл ажиллагааны түвшин. (б) Харьцуулахын тулд Ag/PP даавууг 30 мм мөнгөн аммиакийн концентрацид 10, 20, 30, 40, 40 циклээр угаасны дараа дижитал камераар авсан Ag/PVA/PP даавууны гэрэл зургийг мөн үзүүлэв.
Зураг дээр 8-р зурагт том хэмжээний Ag/PVA/PP даавууг хоёр үе шаттай өнхрөх-өнхрөх замыг ашиглан үйлдвэрлэхийг схемээр үзүүлэв. Өөрөөр хэлбэл, PVA/глюкозын уусмалыг өнхрөх хүрээ дотор тодорхой хугацаанд дэвтээж, дараа нь гаргаж аваад, мөн адил мөнгөн аммиакийн уусмалаар шингээж Ag/PVA/PP даавууг гаргаж авсан. (Зураг 8a). Үүссэн Ag/PVA/PP даавуу нь 1 жилийн турш хадгалсан ч маш сайн бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй хэвээр байна. Ag/PVA/PP даавууг их хэмжээгээр бэлтгэхийн тулд үүссэн PP нэхмэл бус материалыг тасралтгүй өнхрөх процессоор шингээж, дараа нь PVA/глюкозын уусмал, мөнгөн аммиакийн уусмалаар дараалан дамжуулж, боловсруулсан. хоёр арга. Хавсаргасан видеонууд. Нэвчилт хийх хугацааг булны хурдыг тохируулах замаар, шингэсэн уусмалын хэмжээг булны хоорондох зайг (Зураг 8б) тохируулж, улмаар том хэмжээтэй (50 см × 80 см) зорилтот Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавууг олж авна. ) болон цуглуулах бул. Бүх үйл явц нь энгийн бөгөөд үр ашигтай бөгөөд энэ нь том хэмжээний үйлдвэрлэлд тустай.
Том оврын зорилтот бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлийн бүдүүвч диаграмм (a) ба Ag/PVA/PP нэхмэл бус материал үйлдвэрлэх өнхрөх процессын бүдүүвч диаграмм (b).
Мөнгө агуулсан PVA/PP нэхмэл бус даавууг өнхрөхөөс өнхрөх замтай хослуулан энгийн шингэн фазын хуримтлуулах технологийг ашиглан үйлдвэрлэдэг. PP даавуу болон PVA/PP даавуутай харьцуулахад бэлтгэсэн Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавууны механик шинж чанар нь мэдэгдэхүйц сайжирсан, учир нь PVA битүүмжлэх давхарга нь Ag NPs-ийн PP утаснуудын наалдацыг ихээхэн сайжруулдаг. Нэмж дурдахад, PVA/глюкозын уусмал болон мөнгөн аммиакийн уусмалын концентрацийг тохируулах замаар Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавуунд агуулагдах PVA-ийн ачааллын хэмжээ болон мөнгөн NP-ийн агууламжийг сайн хянах боломжтой. Тодруулбал, 30 мм мөнгөн аммиакийн уусмалаар бэлтгэсэн Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавуу нь хамгийн сайн механик шинж чанартай, 40 удаагийн угаалга хийсний дараа ч E. coli-ийн эсрэг маш сайн бактерийн эсрэг үйлчлэлийг хадгалж, бохирдуулах чадвар сайтай байгааг харуулсан. PP нэхмэл бус материал. Бусад уран зохиолын мэдээлэлтэй харьцуулахад энгийн аргаар олж авсан даавуу нь угаахад илүү тэсвэртэй байсан. Нэмж дурдахад, үүссэн Ag/PVA/PP нэхмэл бус даавуу нь чийг нэвчих чадвартай, өмсөхөд тав тухтай байдаг тул үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглахад хялбар болгодог.
Энэ судалгааны явцад олж авсан эсвэл дүн шинжилгээ хийсэн бүх өгөгдлийг (мөн тэдгээрийг дэмжих мэдээллийн файлуудыг) оруулна.
Рассел, SM нар. COVID-19 цитокины шуургатай тэмцэх биосенсорууд: тулгарч буй сорилтууд. ACS мэдрэгч 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V болон Harkey A. COVID-19 болон олон эрхтэний хариу үйлдэл. одоогийн. асуулт. зүрх. 45, 100618 (2020).
Жан Р, нар. Хятадад 2019 онд тохиолдсон коронавирусын тохиолдлын тоог үе шат болон тархсан бүс нутгаар нь тохируулсан байна. урд. эм. 14, 199–209 (2020).
Гао Ж. нар. Уян хатан, супергидрофобик, өндөр дамжуулалттай нэхмэл бус полипропилен даавууны нийлмэл материал нь цахилгаан соронзон нөлөөллөөс хамгаалах зориулалттай. Химийн. инженер. J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. et al. Олон үйлдэлт полиакрилонитрил/мөнгөний нанокомпозит хальсыг хөгжүүлэх: бактерийн эсрэг үйл ажиллагаа, каталитик идэвхжил, дамжуулалт, хэт ягаан туяаны хамгаалалт, идэвхтэй SERS мэдрэгч. Ж.Мэт. нөөц. технологи. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U болон Parajuli N. Мөнгөний нано хэсгүүдийн одоогийн судалгаа: синтез, шинж чанар, хэрэглээ. J. Наноматериал. 2021, 6687290 (2021).
Дэн Да, Чен Жи, Ху Ён, Ма Жиан, Тонг YDN Мөнгөнд суурилсан дамжуулагч бэх бэлтгэж, давтамж сонгомол гадаргуу дээр хэрэглэх энгийн процесс. Нанотехнологи 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. et al. Гипер салаалсан полимерууд нь мөнгөн нано бөөмсийг уян хатан хэлхээний бэхэн хэвлэх тогтворжуулагч болгон ашиглах боломжийг олгодог. Р.Шукер. Химийн. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P болон Kawasaki HJML Уян хатан мэдрэгчийг ашиглах боломжтой мөнгөн нано бөөмсийг өөрөө угсрах замаар үйлдвэрлэсэн дамжуулагч навчны судлын сүлжээ. Мэтт. Райт. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Мөнгөн нано бөөмсөөр чимэглэсэн цахиурын наносфер ба массивууд нь гадаргууг сайжруулсан Раман тархалтад зориулсан боломжит субстрат юм. ASU Омега 6, 32879–32887 (2021).
Лю, X. нар. Том хэмжээний уян хатан гадаргуу нь өндөр дохионы тогтвортой байдал, жигд байдал бүхий Раман тархалтын мэдрэгчийг (SERS) сайжруулсан. ACS Application Matt. Интерфейс 12, 45332–45341 (2020).
Сандип, К.Г. нар. Мөнгөний нано бөөмөөр (Ag-FNRs) чимэглэсэн фуллерен наноодуудын шаталсан гетероструктур нь үр дүнтэй нэг бөөмсөөс хамааралгүй SERS субстрат болж үйлчилдэг. физик. Химийн. Химийн. физик. 27, 18873–18878 (2018).
Эмам, Х.Э, Ахмед, Н.Б. Будаг-катализаторын задралын үед гомометалл ба гетерометалл агар дээр суурилсан нано бүтцийн харьцуулсан судалгаа. олон улсын байдал. Ж.Биол. Том молекулууд. 138, 450–461 (2019).
Эмам, HE, Михаил, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS болон Ahmed, HB үнэрт бохирдуулагчийг бууруулах металлаас хамааралтай нанокатализ. Лхагва гараг. шинжлэх ухаан. бохирдуулах. нөөц. олон улсын байдал. 27, 6459–6475 (2020).
Ахмед ХБ ба Эмам ХЭ Гурвалсан цөмт бүрхүүл (Ag-Au-Pd) нано бүтэц нь усыг цэвэршүүлэх зорилгоор өрөөний температурт үрнээс ургуулсан. полимер. тест. 89, 106720 (2020).
Шуудангийн цаг: 2023 оны 11-р сарын 26