Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com. Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS kawates. Pikeun hasil nu pangsaena, kami nyarankeun make versi anyar tina browser anjeun (atawa mareuman mode kasaluyuan dina Internet Explorer). Samentara éta, pikeun mastikeun rojongan lumangsung, urang mintonkeun loka tanpa styling atawa JavaScript.
Kiwari, lawon fungsional anu sipat antibakteri langkung populér. Sanajan kitu, produksi ongkos-éféktif lawon hanca kalayan kinerja awét sarta konsisten tetep tangtangan. Polivinil alkohol (PVA) dipaké pikeun ngaropéa polipropilén (PP) lawon nonwoven, lajeng nanopartikel pérak (AgNPs) disimpen di situ pikeun ngahasilkeun PVA-dirobah AgNPs-sarat PP (disebut AgNPs). /PVA/PP) lawon. Encapsulation tina serat PP maké palapis PVA mantuan pikeun nyata ngaronjatkeun adhesion of dimuat Ag NPs kana serat PP, sarta Ag / PVA / PP nonwovens némbongkeun nyata ningkat sipat mékanis jeung lalawanan ka Escherichia coli (disebut E. coli). Sacara umum, Ag / PVA / PP lawon nonwoven dihasilkeun dina konsentrasi amonia pérak 30mM boga sipat mékanis hadé, sarta laju panyalindungan antibakteri ngalawan E. coli ngahontal 99,99%. lawon masih nahan aktivitas antibakteri unggulan sanggeus 40 washes sarta boga potensi pikeun pamakéan diulang. Sajaba ti éta, Ag / PVA / PP lawon non-anyaman boga prospek aplikasi lega di industri alatan perméabilitas hawa alus sarta perméabilitas Uap. Sajaba ti éta, urang ogé geus ngembangkeun hiji téhnologi roll-to-roll sarta dipigawé éksplorasi awal pikeun nguji feasibility tina metoda ieu.
Kalayan panyebaran globalisasi ékonomi, gerakan populasi skala ageung parantos ningkatkeun kamungkinan panyebaran virus, anu ogé ngécéskeun kunaon novel coronavirus gaduh kamampuan anu kuat pikeun nyebarkeun ka sakumna dunya sareng sesah dicegah1,2,3. Dina rasa ieu, aya kabutuhan urgent pikeun ngembangkeun bahan antibakteri anyar, kayaning polipropilén (PP) nonwovens, salaku bahan pelindung médis. Polipropilén lawon non-anyaman boga kaunggulan low density, inertness kimiawi jeung low cost4, tapi teu mibanda kamampuhan antibakteri, hirup layanan pondok tur efisiensi panyalindungan low. Ku alatan éta, penting pisan pikeun masihan sipat antibakteri kana bahan nonwoven PP.
Salaku agén antibakteri kuna, pérak geus ngaliwatan lima tahap ngembangkeun: solusi pérak koloid, sulfadiazine pérak, uyah pérak, pérak protéin jeung nanosilver. Nanopartikel pérak beuki loba dipaké dina widang kayaning medicine5,6, konduktivitas7,8,9, permukaan-ditingkatkeun Raman scattering10,11,12, degradasi katalitik tina dyes13,14,15,16 jsb Hususna, nanopartikel pérak (AgNPs) boga kaunggulan leuwih agén antimikrobial tradisional, kayaning agén antimikrobial dipikabutuh pikeun kuarternér, kayaning agén antimikrobial kuarternér, kayaning agén antimikrobial kuarternér. lalawanan baktéri, stabilitas, béaya rendah jeung acceptability lingkungan17,18,19. Sajaba ti éta, nanopartikel pérak kalawan aréa permukaan husus badag sarta aktivitas antibakteri tinggi bisa napel fabrics wol20, fabrics katun21,22, fabrics poliéster jeung fabrics séjén pikeun ngahontal dikawasa, sékrési sustained tina partikel pérak antibakteri23,24. Ieu ngandung harti yén ku encapsulating AgNPs, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun nyieun lawon PP kalawan aktivitas antibakteri. Sanajan kitu, PP nonwovens kakurangan gugus fungsi sarta mibanda polaritasna low, nu teu kondusif pikeun encapsulation of AgNPs. Pikeun nungkulan aral ieu, sababaraha peneliti geus nyoba deposit Ag nanopartikel dina beungeut fabrics PP ngagunakeun rupa métode modifikasi kaasup plasma spraying26,27, radiasi grafting28,29,30,31 sarta coating permukaan32. Contona, Goli et al. [33] ngawanohkeun palapis protéin dina beungeut lawon PP nonwoven, asam amino dina periphery lapisan protéin bisa ngawula salaku titik jangkar pikeun beungkeutan AgNPs, kukituna achieving sipat antibakteri alus. kagiatan. Li sareng rekan-rekan 34 mendakan yén N-isopropylacrylamide sareng N- (3-aminopropyl) methacrylamide hydrochloride co-grafted ku ultraviolét (UV) etching nunjukkeun kagiatan antimikrobial anu kuat, sanaos prosés etching UV rumit sareng tiasa nguraikeun sipat mékanis. serat. . Oliani dkk nyiapkeun film gél Ag NPs-PP kalayan kagiatan antibakteri anu saé ku ngarawat PP murni sareng iradiasi gamma; kumaha oge, métode maranéhanana éta ogé kompléks. Ku kituna, éta tetep tangtangan pikeun éfisién jeung gampang ngahasilkeun polipropilén nonwovens daur ulang kalawan aktivitas antimikrobial dipikahoyong.
Dina ulikan ieu, polivinil alkohol, bahan mémbran anu ramah lingkungan sareng murah kalayan kamampuan ngabentuk pilem anu saé, hidrofilik anu luhur, sareng stabilitas fisik sareng kimia anu saé, dianggo pikeun ngarobih lawon polipropilén. Glukosa dianggo salaku agén pangréduksi36. Paningkatan dina énergi permukaan tina PP dirobah promotes déposisi selektif AgNPs. Dibandingkeun jeung lawon PP murni, anu disiapkeun Ag / PVA / PP lawon némbongkeun recyclability alus, aktivitas antibakteri unggulan ngalawan E. coli, sipat mékanis alus malah sanggeus 40 siklus cuci, sarta breathability signifikan, kelamin jeung perméabilitas Uap.
Kain PP nonwoven kalayan beurat spésifik 25 g / m2 sareng kandel 0,18 mm disayogikeun ku Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, China) sareng dipotong kana lembaran ukuran 5 × 5 cm2. Pérak nitrat (99,8%; AR) dibeuli ti Xilong Scientific Co., Ltd. (Shantou, Cina). Glukosa dibeuli ti Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Fuzhou, Cina). Polivinil alkohol (réagen kelas industri) dibeuli ti Pabrik Kimia Tianjin Sitong (Tianjin, Cina). Cai deionized dianggo salaku pangleyur atanapi bilas sareng disiapkeun di laboratorium urang. Gizi agar jeung kaldu dibeuli ti Beijing Aoboxing Biotéhnologi Co., Ltd. (Beijing, Cina). E. coli galur (ATCC 25922) ieu dibeuli ti Zhangzhou Bochuang Company (Zhangzhou, Cina).
Jaringan PP anu dihasilkeun dikumbah ku ultrasound dina étanol salami 15 menit. PVA anu dihasilkeun ieu ditambahkeun kana cai jeung dipanaskeun dina 95 ° C salila 2 jam pikeun meunangkeun solusi cai. Lajeng glukosa leyur dina 10 ml larutan PVA kalayan fraksi massa 0,1%, 0,5%, 1,0% jeung 1,5%. lawon nonwoven polipropilén dimurnikeun ieu immersed dina larutan PVA/glukosa jeung dipanaskeun dina 60 ° C salila 1 jam. Saatos pemanasan réngsé, lawon nonwoven PP-impregnated dipiceun tina larutan PVA / glukosa sareng garing dina 60 ° C salami 0,5 jam pikeun ngabentuk pilem PVA dina permukaan wéb, ku kituna kéngingkeun komposit PVA / PP. tékstil.
Pérak nitrat leyur dina 10 ml cai kalayan aduk konstan dina suhu kamar jeung amonia ditambahkeun dropwise nepi ka leyuran robah tina jelas jadi coklat sarta jelas deui pikeun ménta solusi amonia pérak (5-90 mM). Teundeun PVA/PP lawon nonwoven dina leyuran amonia pérak jeung panas eta dina 60 ° C salila 1 jam pikeun ngabentuk Ag nanopartikel in situ dina beungeut lawon, teras bilas ku cai tilu kali tur garing dina 60 ° C. C pikeun 0,5 h pikeun ménta Ag / PVA / PP lawon komposit.
Saatos percobaan awal, urang ngawangun alat roll-to-roll di laboratorium pikeun produksi badag skala fabrics komposit. The rollers dijieunna tina PTFE ulah réaksi ngarugikeun jeung kontaminasi. Salila prosés ieu, waktu impregnation jeung jumlah solusi adsorbed bisa dikawasa ku nyaluyukeun laju rollers jeung jarak antara rollers pikeun ménta Ag / PVA / PP lawon komposit dipikahoyong.
Morfologi permukaan jaringan diulik nganggo mikroskop éléktron scanning VEGA3 (SEM; Japan Electronics, Japan) dina tegangan akselerasi 5 kV. Struktur kristal nanopartikel pérak dianalisis ku difraksi sinar-X (XRD; Bruker, D8 Advanced, Jérman; radiasi Cu Kα, λ = 0.15418 nm; tegangan: 40 kV, ayeuna: 40 mA) dina rentang 10-80 °. 2θ. Spektrométer infra red transformasi Fourier (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) digunakeun pikeun nganalisis ciri kimia lawon polipropilén anu dirobih permukaan. Eusi modifier PVA tina lawon komposit Ag / PVA / PP diukur ku analisis thermogravimetric (TGA; Mettler Toledo, Swiss) dina aliran nitrogén. Induktif gandeng spéktrometri massa plasma (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) ieu dipaké pikeun nangtukeun eusi pérak Ag / PVA / PP fabrics komposit.
Perméabilitas hawa sareng laju pangiriman uap cai tina lawon komposit Ag / PVA / PP (spésifikasi: 78 × 50cm2) diukur ku lembaga tés pihak katilu (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) saluyu sareng GB / T. 5453-1997 sarta GB / T 12704.2-2009. Pikeun unggal sampel, sapuluh titik anu béda dipilih pikeun diuji, sareng data anu disayogikeun ku lembaga mangrupikeun rata-rata tina sapuluh titik.
Kagiatan antibakteri lawon komposit Ag/PVA/PP diukur luyu jeung standar Cina GB/T 20944.1-2007 jeung GB/T 20944.3- ngagunakeun métode difusi plat agar (analisis kualitatif) jeung métode koléstérol (analisis kuantitatif). . mungguh 2008. Aktivitas antibakteri Ag / PVA / PP lawon komposit ngalawan Escherichia coli ditangtukeun dina waktu cuci béda. Pikeun métode difusi plat agar, lawon komposit Ag/PVA/PP tés ditinju kana piringan (diaméterna: 8 mm) maké punch sarta digantelkeun kana piringan Petri agar-agar anu diinokulasi ku Escherichia coli (ATCC 25922). ; 3,4 × 108 CFU ml-1) teras diinkubasi dina 37°C sareng kalembaban relatif 56% salami 24 jam. Zona inhibisi dianalisis vertikal ti puseur disk ka kuriling jero koloni sabudeureun. Ngagunakeun métode koléstérol, piring datar 2 × 2 cm2 disiapkeun tina lawon komposit Ag / PVA / PP anu diuji sareng diautoklaf dina lingkungan kaldu dina suhu 121 ° C sareng 0,1 MPa salami 30 menit. Saatos autoclaving, sampel ieu immersed dina 5-mL Erlenmeyer flask ngandung 70 ml larutan kultur kaldu (konsentrasi suspensi 1 × 105-4 × 105 CFU/mL) lajeng inkubasi dina suhu osilasi 150 °C. rpm sareng 25 ° C salami 18 jam. Saatos oyag, kumpulkeun sajumlah gantung baktéri sareng éncér sapuluh kali. Kumpulkeun jumlah suspénsi baktéri anu éncér anu diperyogikeun, sebarkeun kana medium agar-agar sareng kultur dina suhu 37 ° C sareng kalembaban relatif 56% salami 24 jam. Rumus pikeun ngitung efektivitas antibakteri nyaéta: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), dimana C jeung A nyaéta jumlah koloni sanggeus 24 jam, masing-masing. Dibudidayakeun dina grup kontrol jeung Ag / PVA / PP jaringan komposit.
Daya tahan lawon komposit Ag / PVA / PP dievaluasi ku cara ngumbah nurutkeun ISO 105-C10: 2006.1A. Salila ngumbah, teuleumkeun tés Ag/PVA/PP lawon komposit (30x40mm2) dina leyuran cai nu ngandung deterjen komérsial (5.0g/L) jeung ngumbah dina 40±2 rpm jeung 40±5 rpm / mnt. gancang. °C 10, 20, 30, 40 jeung 50 siklus. Saatos ngumbah, lawon dikumbah tilu kali ku cai sareng garing dina suhu 50-60 ° C salami 30 menit. Parobahan eusi pérak sanggeus dikumbah diukur pikeun nangtukeun darajat aktivitas antibakteri.
angka 1 nembongkeun diagram skéma tina fabrikasi Ag / PVA / PP lawon komposit. Nyaéta, bahan nonwoven PP direndam dina leyuran campuran PVA sareng glukosa. Bahan non-anyaman PP-impregnated garing pikeun ngalereskeun modifier sareng agén pangurangan pikeun ngabentuk lapisan sealing. lawon nonwoven polipropilén garing ieu immersed dina leyuran amonia pérak pikeun deposit nanopartikel pérak di situ. Konsentrasi modifier, rasio molar glukosa jeung amonia pérak, konsentrasi amonia pérak jeung suhu réaksi mangaruhan présipitasi Ag NPs. mangrupa faktor penting. Gambar 2a nembongkeun gumantungna sudut kontak cai tina Ag / PVA / lawon PP dina konsentrasi modifier. Nalika konsentrasi modifier ningkat tina 0,5 wt.% ka 1.0 wt.%, sudut kontak tina lawon Ag / PVA / PP turun sacara signifikan; lamun konsentrasi modifier naek ti 1,0 wt.% ka 2.0 wt.%, praktis teu robah. Gambar 2 b nembongkeun gambar SEM serat PP murni sarta Ag / PVA / fabrics PP disiapkeun dina konsentrasi amonia pérak 50 mM jeung babandingan molar béda glukosa jeung amonia pérak (1: 1, 3: 1, 5: 1, jeung 9: 1). . gambar. ). Serat PP anu dihasilkeun relatif mulus. Saatos enkapsulasi sareng pilem PVA, sababaraha serat dihijikeun; Alatan déposisi nanopartikel pérak, serat jadi rélatif kasar. Nalika rasio molar agén pangréduksi kana glukosa ningkat, lapisan Ag NPs anu disimpen laun-laun kandel, sareng nalika rasio molar naék kana 5:1 sareng 9:1, Ag NPs condong ngabentuk agrégat. Gambar makroskopis sareng mikroskopis serat PP janten langkung seragam, khususna nalika rasio molar agén réduksi kana glukosa nyaéta 5: 1. Poto digital tina sampel nu saluyu diala dina 50 mM amonia pérak ditémbongkeun dina Gambar S1.
Parobahan sudut kontak cai lawon Ag / PVA / PP dina konsentrasi PVA béda (a), gambar SEM tina Ag / PVA / lawon PP diala dina konsentrasi amonia pérak 50 mM sarta sagala rupa babandingan molar glukosa jeung amonia pérak [(b))); (1) serat PP, (2) serat PVA/PP, (3) babandingan molar 1:1, (4) babandingan molar 3:1, (5) babandingan molar 5:1, (6) babandingan molar 9: 1], pola difraksi sinar-X (c) jeung gambar SEM (d) tina Ag/PVA/PP lawon diala dina konsentrasi amonia pérak: (1M01) m2 (m3,M2) 30 mM, (4) 50 mM, (5) 90 mM jeung (6) Ag / PP-30 mM. Suhu réaksina nyaéta 60°C.
Dina Gbr. Gambar 2c nembongkeun pola difraksi sinar-X tina lawon Ag / PVA / PP anu dihasilkeun. Salian puncak difraksi serat PP 37, opat puncak difraksi dina 2θ = ~ 37,8 °, 44,2 °, 64,1 ° jeung 77,3 ° pakait jeung (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), pesawat Kristal (3 1-1) tina pérak pérak raray (3 1-1) tina pérak kubik. Nalika konsentrasi amonia pérak ningkat tina 5 dugi ka 90 mM, pola XRD Ag janten langkung seukeut, konsisten sareng paningkatan kristalinitas salajengna. Nurutkeun rumus Scherrer, ukuran butir nanopartikel Ag anu disiapkeun kalawan amonia pérak 10 mM, 30 mM jeung 50 mM pérak diitung masing-masing 21,3 nm, 23,3 nm, jeung 26,5 nm. Ieu kusabab konsentrasi amonia pérak nyaéta kakuatan panggerak balik réaksi réduksi pikeun ngabentuk pérak logam. Kalayan paningkatan konsentrasi amonia pérak, laju nukleasi sareng kamekaran Ag NPs ningkat. Gambar 2d nembongkeun gambar SEM of Ag / PVA / PP fabrics diala dina konsentrasi béda tina amonia Ag. Dina konsentrasi amonia pérak 30 mM, lapisan deposit Ag NPs relatif homogen. Tapi, nalika konsentrasi amonia pérak luhur teuing, kaseragaman lapisan déposisi Ag NP condong turun, nu bisa jadi alatan aglomerasi kuat dina lapisan déposisi Ag NP. Sajaba ti éta, nanopartikel pérak dina beungeut cai boga dua wangun: buleud tur scaly. Ukuran partikel buleud kira-kira 20–80 nm, jeung ukuran lateral lamellar kira-kira 100–300 nm (Gambar S2). Lapisan déposisi Ag nanopartikel dina beungeut lawon PP unmodified henteu rata. Sajaba ti éta, ngaronjatna hawa promotes réduksi Ag NPs (Gbr. S3), tapi teuing tinggi suhu réaksi teu ngamajukeun présipitasi selektif Ag NPs.
Gambar 3a sacara skematis ngagambarkeun hubungan antara konsentrasi amonia pérak, jumlah pérak anu disimpen, sareng kagiatan antibakteri tina lawon Ag / PVA / PP anu disiapkeun. Gambar 3b nembongkeun pola antibakteri tina sampel dina konsentrasi béda amonia pérak, nu bisa langsung ngagambarkeun status antibakteri tina sampel. Nalika konsentrasi amonia pérak ningkat tina 5 mM ka 90 mM, jumlah présipitasi pérak ningkat tina 13,67 g/kg jadi 481,81 g/kg. Sajaba ti éta, salaku jumlah déposisi pérak naek, aktivitas antibakteri ngalawan E. coli mimitina naek lajeng tetep dina tingkat luhur. Husus, nalika konsentrasi amonia pérak 30 mM, jumlah déposisi pérak dina lawon Ag / PVA / PP anu dihasilkeun nyaéta 67,62 g / kg, sareng laju antibakteri nyaéta 99,99%. tur pilih sampel ieu salaku wawakil pikeun characterization struktural saterusna.
(a) Hubungan antara tingkat aktivitas antibakteri jeung jumlah lapisan Ag dilarapkeun jeung konsentrasi amonia pérak; (b) Poto piring kultur baktéri anu dicandak ku kaméra digital anu nunjukkeun sampel kosong sareng sampel anu disiapkeun nganggo amonia pérak 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM sareng 90 mM. Aktivitas antibakteri Ag / PVA / PP lawon ngalawan Escherichia coli
Gambar 4a nunjukkeun spéktra FTIR / ATR PP, PVA / PP, Ag / PP sareng Ag / PVA / PP. Pita nyerep serat PP murni dina 2950 cm-1 sareng 2916 cm-1 disababkeun ku geter manjang asimétri tina grup –CH3 sareng –CH2-, sareng dina 2867 cm-1 sareng 2837 cm-1 aranjeunna disababkeun ku geter manjang simetris gugus –CH3 sareng –CH2 -. –CH3 jeung –CH2–. Pita serapan dina 1375 cm–1 jeung 1456 cm–1 dikaitkeun kana geter shift asimétri jeung simetris –CH338.39. Spéktrum FTIR serat Ag / PP sami sareng serat PP. Salian pita nyerep PP, puncak nyerep anyar dina 3360 cm-1 PVA / PP jeung Ag / PVA / PP fabrics ieu attributed ka manjang beungkeut hidrogén grup -OH. Ieu nunjukkeun yén PVA suksés diterapkeun kana permukaan serat polipropilén. Sajaba ti éta, puncak nyerep hidroksil tina Ag / PVA / PP lawon rada lemah batan PVA / PP lawon, nu bisa jadi alatan koordinasi sababaraha gugus hidroksil jeung pérak.
spéktrum FT-IR (a), kurva TGA (b) sarta spéktrum pangukuran XPS (c) tina PP murni, PVA / PP lawon sarta Ag / PVA / PP lawon, sarta C 1s spéktrum PP murni (d), PVA / PP PP lawon (e) jeung Ag 3d puncak (f) Ag / PVA / PP lawon.
Dina Gbr. Gambar 4c nembongkeun spéktra XPS of PP, PVA / PP, sarta Ag / PVA / PP fabrics. Sinyal O 1s lemah serat polipropilén murni bisa attributed ka unsur oksigén adsorbed dina beungeut cai; puncak C 1s dina 284,6 eV ieu attributed ka CH jeung CC (tingali Gambar 4d). Dibandingkeun jeung serat PP murni, PVA / PP lawon (Gbr. 4e) nembongkeun kinerja tinggi 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) jeung 285,6 eV (C–O–H) jeung 288,5 eV (38,5 eV) Sajaba ti éta, spéktrum O 1s tina PVA / PP lawon bisa dideukeutan ku dua puncak dina 532,3 eV jeung 533,2 eV41 (Gbr. S4), puncak C 1s ieu pakait jeung C-OH jeung H-C = O (gugus hidroksil PVA jeung gugus glukosa aldehida), nu konsisten jeung data FTIR. Ag / PVA / PP lawon nonwoven nahan spéktrum O 1s C-OH (532,3 eV) jeung HC = O (533,2 eV) (Gambar S5), diwangun ku 65,81% (atom persen) C, 22. 89.% O jeung 11.31% Ag (Gbr. S4). Khususna, puncak Ag 3d5 / 2 sareng Ag 3d3 / 2 dina 368,2 eV sareng 374,2 eV (Gbr. 4f) salajengna ngabuktikeun yén Ag NPs doped dina permukaan lawon nonwoven PVA / PP42.
Kurva TGA (Gbr. 4b) tina PP murni, lawon Ag / PP, sarta lawon Ag / PVA / PP némbongkeun yén maranéhna ngalaman prosés dékomposisi termal sarupa, sarta déposisi Ag NPs ngabalukarkeun kanaékan slight dina suhu degradasi termal PP. serat serat PVA/PP (tina 480 °C (serat PP) nepi ka 495 °C), jigana alatan kabentukna halangan Ag43. Dina waktu nu sarua, jumlah residual sampel murni tina PP, Ag / PP, Ag / PVA / PP, Ag / PVA / PP-W50 na Ag / PP-W50 sanggeus pemanasan dina 800 ° C éta 1,32%, 16,26% jeung 13. 86%. % masing-masing 9,88% sareng 2,12% (sufiks W50 di dieu nujul kana 50 siklus cuci). Sésana tina PP murni ieu attributed ka najis, sarta sésana tina sampel sésana ka Ag NPs, sarta bédana dina jumlah residual sampel dieusian ku pérak kedah alatan jumlah béda tina nanopartikel pérak dimuat dina aranjeunna. Sajaba ti éta, sanggeus ngumbah Ag / PP lawon 50 kali, eusi pérak residual diréduksi ku 94,65%, sarta eusi pérak residual Ag / PVA / PP lawon diréduksi ku ngeunaan 31,74%. Ieu nunjukkeun yén palapis encapsulating PVA sacara efektif tiasa ningkatkeun adhesion AgNPs kana matriks PP.
Pikeun meunteun kanyamanan ngagem, perméabilitas hawa sareng laju pangiriman uap cai tina lawon polipropilén anu disiapkeun diukur. Sacara umum, breathability patali jeung kanyamanan termal pamaké, utamana dina lingkungan panas jeung beueus44. Ditémbongkeun saperti dina Gambar 5a, perméabilitas hawa tina PP murni nyaéta 2050 mm / s, sarta sanggeus modifikasi PVA turun ka 856 mm / s. Ieu kusabab pilem PVA kabentuk dina beungeut serat PP jeung bagian anyaman mantuan ngurangan sela antara serat. Saatos nerapkeun Ag NPs, perméabilitas hawa tina lawon PP naek alatan konsumsi palapis PVA nalika nerapkeun Ag NPs. Sajaba ti éta, breathability of Ag / PVA / PP fabrics condong ngurangan sakumaha konsentrasi amonia pérak naek ti 10 nepi ka 50 mmol. Ieu bisa jadi alatan kanyataan yén ketebalan tina deposit pérak naek kalawan ngaronjatna konsentrasi amonia pérak, nu mantuan ngurangan jumlah pori sarta likelihood uap cai ngaliwatan aranjeunna.
(a) perméabilitas hawa tina Ag / PVA / PP fabrics disiapkeun kalawan konsentrasi béda amonia pérak; (b) Pangiriman uap cai tina Ag / PVA / PP fabrics disiapkeun kalawan konsentrasi béda amonia pérak; (c) Rupa-rupa modifiers kurva Tensile of Ag lawon / PVA / PP diala dina konsentrasi béda; (d) kurva Tensile of Ag / PVA / PP lawon diala dina konsentrasi béda tina amonia pérak (Ag / PVA / PP lawon diala dina konsentrasi amonia pérak 30 mM ogé ditémbongkeun) (Bandingkeun kurva tensile of PP fabrics sanggeus 40 siklus cuci).
Laju pangiriman uap cai nyaéta indikator penting séjén pikeun kanyamanan termal tina lawon45. Tétéla yén perméabilitas Uap tina fabrics utamana dipangaruhan ku breathability sarta sipat permukaan. Hartina, perméabilitas hawa utamana gumantung kana jumlah pori; sipat permukaan mangaruhan perméabilitas Uap gugus hidrofilik ngaliwatan adsorption-difusi-desorption molekul cai. Ditémbongkeun saperti dina Gambar 5b, perméabilitas Uap serat PP murni nyaéta 4810 g/(m2·24h). Saatos sealing kalayan palapis PVA, jumlah liang dina serat PP nurun, tapi perméabilitas Uap tina lawon PVA / PP naek ka 5070 g / (m2 · 24 h), saprak perméabilitas Uap na utamana ditangtukeun ku sipat permukaan. teu pori. Saatos déposisi AgNPs, perméabilitas Uap tina Ag / PVA / PP lawon ieu salajengna ngaronjat. Khususna, perméabilitas Uap maksimum lawon Ag / PVA / PP dicandak dina konsentrasi amonia pérak 30 mM nyaéta 10300 g / (m2 · 24h). Dina waktos anu sami, perméabilitas Uap anu béda tina lawon Ag / PVA / PP anu dicandak dina konsentrasi amonia pérak anu béda-béda tiasa dikaitkeun sareng bédana dina ketebalan lapisan déposisi pérak sareng jumlah pori na.
Sipat mékanis lawon mangaruhan pisan kana umur jasana, khususna salaku bahan anu tiasa didaur ulang46. Gambar 5c nembongkeun kurva stress tensile of Ag / PVA / lawon PP. Kakuatan tensile PP murni ngan 2,23 MPa, sedengkeun kakuatan tensile 1 wt% PVA / PP lawon nyata ngaronjat nepi ka 4,56 MPa, nunjukkeun yén encapsulation of PVA PP lawon mantuan pikeun ngaronjatkeun sipat mékanis na. sipat. Kakuatan tensile na elongation dina putus PVA / PP lawon kanaékan kalawan ngaronjatna konsentrasi PVA modifier sabab pilem PVA bisa megatkeun stress jeung nguatkeun serat PP. Sanajan kitu, lamun konsentrasi modifier naek ka 1,5 wt.%, PVA caket ngajadikeun lawon polipropilén kaku, nu serius mangaruhan ngagem kanyamanan.
Dibandingkeun jeung PP murni tur PVA / PP fabrics, kakuatan tensile na elongation dina putus of Ag / PVA / PP fabrics satuluyna ningkat sabab nanopartikel Ag seragam disebarkeun dina beungeut serat PP bisa ngadistribusikaeun beban47,48. Ieu bisa ditempo yén kakuatan tensile serat Ag / PP leuwih luhur batan PP murni, ngahontal 3,36 MPa (Gbr. 5d), nu confirms pangaruh kuat sarta strengthening Ag NPs. Khususna, lawon Ag / PVA / PP dihasilkeun dina konsentrasi amonia pérak 30 mM (tinimbang 50 mM) némbongkeun kakuatan tensile maksimum sarta elongation di putus, nu masih alatan déposisi seragam of Ag NPs ogé déposisi seragam. Aggregation of NPs pérak dina kaayaan konsentrasi luhur amonia pérak. Sajaba ti éta, sanggeus 40 siklus cuci, kakuatan tensile na elongation dina putus lawon Ag / PVA / PP disiapkeun dina konsentrasi amonia pérak 30 mM turun ku 32,7% na 26,8% masing-masing (Gbr. 5d), nu bisa pakait sareng leungitna leutik nanopartikel pérak disimpen sanggeus ieu.
Angka 6a sareng b nunjukkeun poto kaméra digital tina lawon Ag / PVA / PP sareng lawon Ag / PP saatos ngumbah pikeun siklus 0, 10, 20, 30, 40, sareng 50 dina konsentrasi amonia pérak 30 mM. lawon Ag / PVA / PP abu poék jeung lawon Ag / PP laun jadi abu lampu sanggeus cuci; jeung robah warna ka warna kahiji salila ngumbah teu sigana jadi serius saperti nu kadua. Sajaba ti éta, dibandingkeun jeung lawon Ag / PP, eusi pérak Ag / PVA / PP lawon turun rélatif lalaunan sanggeus ngumbah; sanggeus ngumbah 20 atawa leuwih kali, urut nahan eusi pérak leuwih luhur ti dimungkinkeun (Gbr. 6c). Ieu nunjukkeun yén encapsulating serat PP jeung palapis PVA nyata bisa ngaronjatkeun adhesion of Ag NPs kana serat PP. Gambar 6d nunjukkeun gambar SEM tina lawon Ag / PVA / PP sareng lawon Ag / PP saatos ngumbah pikeun 10, 40, sareng 50 siklus. Ag / PVA / PP fabrics ngalaman kirang leungitna Ag NPs salila cuci ti Ag / PP fabrics, deui sabab palapis encapsulating PVA mantuan ngaronjatkeun adhesion of Ag NPs kana serat PP.
(a) Poto lawon Ag/PP nu dicandak ku kaméra digital (dicokot dina konsentrasi amonia pérak 30 mM) sanggeus ngumbah pikeun 0, 10, 20, 30, 40 jeung 50 siklus (1-6); (b) Ag/PVA/PP Poto lawon nu dicandak ku kaméra digital (dicokot dina konsentrasi amonia pérak 30 mM) sanggeus ngumbah pikeun 0, 10, 20, 30, 40 jeung 50 siklus (1-6); (c) Parobahan eusi pérak tina dua lawon dina siklus nyeuseuh; (d) SEM gambar Ag / PVA / PP lawon (1-3) jeung Ag / PP lawon (4-6) sanggeus 10, 40 jeung 50 siklus cuci.
angka 7 nembongkeun aktivitas antibakteri jeung poto kaméra digital Ag / PVA / PP fabrics ngalawan E. coli sanggeus 10, 20, 30 jeung 40 siklus nyeuseuh. Saatos 10 sareng 20 washes, kinerja antibakteri tina Ag / PVA / PP fabrics tetep di 99.99% na 99.93%, demonstrating aktivitas antibakteri alus teuing. Tingkat antibakteri Ag / PVA / PP lawon rada turun saatos 30 sareng 40 kali cuci, anu disababkeun ku leungitna AgNP saatos cuci jangka panjang. Sanajan kitu, laju antibakteri Ag / PP lawon sanggeus 40 washes ngan 80,16%. Éta écés yén pangaruh antibakteri tina lawon Ag / PP saatos 40 siklus cuci langkung seueur tibatan lawon Ag / PVA / PP.
(a) Tingkat aktivitas antibakteri ngalawan E. coli. (b) Pikeun babandingan, poto lawon Ag/PVA/PP nu dicandak ku kaméra digital sanggeus ngumbah lawon Ag/PP dina konsentrasi amonia pérak 30 mM pikeun siklus 10, 20, 30, 40 jeung 40 ogé ditémbongkeun.
Dina Gbr. Gambar 8 schematically nembongkeun fabrikasi badag skala Ag / PVA / lawon PP ngagunakeun dua-tahap roll-to-roll jalur. Hartina, leyuran PVA / glukosa ieu soaked dina pigura roll pikeun kurun waktu nu tangtu, lajeng dibawa kaluar, lajeng impregnated kalawan solusi amonia pérak dina cara nu sami pikeun ménta Ag / PVA / lawon PP. (Gbr. 8a). Hasilna Ag / PVA / PP lawon masih nahan aktivitas antibakteri unggulan sanajan ditinggalkeun pikeun 1 taun. Pikeun persiapan skala badag tina Ag / PVA / PP fabrics, anu dihasilkeun PP nonwovens anu impregnated dina prosés roll kontinyu lajeng dialirkeun PVA / solusi glukosa jeung solusi amonia pérak sequentially tur diolah. dua métode. video napel. Waktu impregnation dikawasa ku nyaluyukeun laju gilinding, sarta jumlah solusi adsorbed dikawasa ku nyaluyukeun jarak antara rollers (Gbr. 8b), kukituna meunangkeun target Ag / PVA / PP lawon nonwoven ukuran badag (50 cm × 80 cm). ) jeung gilinding kempelan. Sakabéh prosés téh basajan tur efisien, nu kondusif pikeun produksi badag skala.
diagram Schematic produksi produk target badag-ukuran (a) jeung diagram schematic prosés roll pikeun produksi Ag / PVA / PP bahan nonwoven (b).
PVA / PP nonwoven anu ngandung pérak diproduksi nganggo téknologi déposisi fase cair in-situ anu sederhana digabungkeun sareng jalur roll-to-roll. Dibandingkeun jeung lawon PP jeung lawon PVA / PP, sipat mékanis tina disiapkeun Ag / PVA / PP lawon nonwoven nyata ningkat sabab lapisan sealing PVA nyata bisa ngaronjatkeun adhesion of Ag NPs kana serat PP. Sajaba ti éta, jumlah loading PVA jeung eusi NPs pérak dina Ag / PVA / PP lawon nonwoven bisa ogé dikawasa ku nyaluyukeun konsentrasi PVA / solusi glukosa jeung solusi amonia pérak. Khususna, Ag / PVA / PP lawon nonwoven disiapkeun maké 30 mM solusi amonia pérak némbongkeun sipat mékanis pangalusna sarta dipikagaduh aktivitas antibakteri unggulan ngalawan E. coli malah sanggeus 40 siklus cuci, némbongkeun poténsi anti fouling alus. PP bahan non-anyaman. Dibandingkeun sareng data literatur anu sanés, lawon anu diala ku kami nganggo metode anu langkung saderhana nunjukkeun résistansi anu langkung saé pikeun cuci. Sajaba ti éta, anu dihasilkeun Ag / PVA / PP lawon nonwoven boga perméabilitas Uap idéal tur ngagem kanyamanan, nu bisa mempermudah aplikasi na dina aplikasi industri.
Kalebet sadaya data anu dicandak atanapi dianalisis salami ulikan ieu (sareng file inpormasi anu ngadukung).
Russell, SM et al. Biosensor pikeun merangan badai sitokin COVID-19: tantangan payun. ACS Sens 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V sareng Harkey A. COVID-19 sareng réspon multi-organ. ayeuna. patarosan. haté. 45, 100618 (2020).
Zhang R, et al. Perkiraan jumlah kasus koronavirus dina taun 2019 di Cina disaluyukeun dumasar kana tahap sareng daérah endemik. hareup. landong. 14, 199–209 (2020).
Gao J. et al. Bahan komposit lawon polipropilén nonwoven anu fleksibel, superhydrophobic sareng konduktif pikeun panyalindungan gangguan éléktromagnétik. Kimia. insinyur. J. 364, 493-502 (2019).
Raihan M. dkk. Ngembangkeun pilem polyacrylonitrile / pérak nanocomposite multifungsi: aktivitas antibakteri, aktivitas katalitik, konduktivitas, panyalindungan UV jeung sénsor SERS aktip. J. Matt. sumberdaya. téknologi. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U jeung Parajuli N. Panalungtikan ayeuna ngeunaan nanopartikel pérak: sintésis, characterization jeung aplikasi. J. Bahan Nano. 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN A prosés basajan pikeun Nyiapkeun tinta conductive basis pérak jeung nerapkeun ka surfaces frékuénsi-selektif. Nanotéhnologi 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. et al. Polimér Hyperbranched ngamungkinkeun pamakéan nanopartikel pérak salaku stabilizers pikeun percetakan inkjet sirkuit fléksibel. R. Shuker. Kimia. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P jeung Kawasaki HJML jaringan urat daun konduktif dihasilkeun ku timer assembly of nanopartikel pérak pikeun aplikasi poténsial di sensor fléksibel. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Pérak nanopartikel-dihiasi silika nanospheres na arrays salaku substrat poténsial pikeun permukaan-ditingkatkeun Raman scattering. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. et al. Permukaan fléksibel skala ageung ditingkatkeun sensor paburencay Raman (SERS) kalayan stabilitas sinyal anu luhur sareng seragam. Aplikasi ACS Matt. Panganteur 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG et al. A heterostructure hirarki of fullerene nanorods dihias jeung nanopartikel pérak (Ag-FNRs) boga fungsi minangka hiji-partikel éféktif substrat SERS bebas. fisika. Kimia. Kimia. fisika. 27, 18873–18878 (2018).
Emam, HE jeung Ahmed, HB Ulikan banding ngeunaan struktur nano homometallic na heterometallic agar basis salila degradasi ngalelep-katalis. internasionalitas. J. Biol. Molekul badag. 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mikhail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS jeung Ahmed, HB Metal-gumantung nanocatalysis pikeun réduksi polutan aromatik. Rebo. élmu. ngotoran. sumberdaya. internasionalitas. 27, 6459–6475 (2020).
Ahmed HB jeung Emam HE Triple core-cangkang (Ag-Au-Pd) nanostructures tumuwuh tina siki dina suhu kamar pikeun purifikasi cai poténsial. polimér. nguji. 89, 106720 (2020).
waktos pos: Nov-26-2023