Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои натиҷаҳои беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки версияи навтари браузери худро истифода барем (ё хомӯш кардани ҳолати мувофиқат дар Internet Explorer). Дар ҳамин ҳол, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услуб ё JavaScript намоиш медиҳем.
Имрӯз, матоъҳои функсионалии дорои хосиятҳои зиддибактериявӣ бештар маъмуланд. Бо вуҷуди ин, истеҳсоли камхарҷи матоъҳои функсионалӣ бо иҷрои устувор ва пайваста мушкилот боқӣ мемонад. Спирти поливинилӣ (PVA) барои тағир додани матоъҳои бофташудаи полипропилен (PP) истифода шуд ва сипас нанозарраҳои нуқра (AgNPs) дар ҷои ҷойгир карда шуданд, то PP-и бо PVA-тағйирёфтаи AgNPs бор карда шаванд (бо номи AgNPs номида мешавад). /PVA/PP) матоъ. Инкапсуляцияи нахҳои ПП бо истифода аз пӯшиши PVA барои ба таври назаррас беҳтар кардани пайвастшавии Ag NP-ҳои боркардашуда ба нахҳои ПР кӯмак мекунад ва матоъҳои Ag/PVA/PP хосиятҳои механикӣ ва муқовимат ба Escherichia coli (бо E. coli номида мешавад) ба таври назаррас беҳтаршуда нишон медиҳанд. Умуман, матоъҳои бофташудаи Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи аммиаки нуқра 30 мм истеҳсол мешавад, дорои хосиятҳои механикии беҳтар аст ва сатҳи муҳофизати зидди бактериявӣ аз E. coli ба 99,99% мерасад. Матоъ пас аз 40 шустан фаъолияти аълои антибактериалиро нигоҳ медорад ва имкони истифодаи такрориро дорад. Илова бар ин, матоъҳои бофташуда Ag/PVA/PP аз сабаби гузариши хуби ҳаво ва гузариши намӣ дар саноат дурнамои васеъ дорад. Гайр аз ин, мо технологияи «рол-то-рол»-ро низ кор карда баромадем ва барои санчидани имко-нияти ин усул кофтукови пешакй гузарондем.
Бо амиқтар шудани ҷаҳонишавии иқтисодӣ, ҳаракатҳои васеъмиқёси аҳолӣ имкони интиқоли вирусро хеле зиёд кард, ки ин хуб мефаҳмонад, ки чаро коронавируси нав ин қадар қобилияти қавии паҳншавӣ дар саросари ҷаҳон дорад ва пешгирии он душвор аст1,2,3. Ба ин маънй зарурияти таъчилй ба вучуд овардани масолехи нави зиддибактериалй, ба монанди материалхои полипропиленй (ПП) гайрибофанда, хамчун материалхои мухофизати тиббй. Матоъҳои полипропиленӣ бофташуда бартариҳои зичии паст, бефаъолиятии кимиёвӣ ва арзиши кам доранд4, аммо қобилияти зиддибактериявӣ, мӯҳлати хизмати кӯтоҳ ва самаранокии пасти муҳофизатӣ надоранд. Аз ин рӯ, додани хосиятҳои зиддибактериалӣ ба маводи бофташудаи ПП аҳамияти калон дорад.
Нуқра ҳамчун агенти антибактериалии қадим панҷ марҳилаи инкишофро аз сар гузаронидааст: маҳлули нуқраи коллоидӣ, сульфадиазини нуқра, намаки нуқра, нуқраи сафеда ва наносилвер. Нанозарраҳои нуқра дар чунин соҳаҳо бештар истифода мешаванд, аз қабили тиб5,6, ноқилӣ7,8,9, парокандашавии рӯизаминии Раман10,11,12, таназзули каталитикии рангҳо13,14,15,16 ва ғайра. Аз ҷумла, нанозарраҳои нуқра (AgNPs) нисбат ба агентҳои намакҳои металлӣ, аз қабили аммонийҳои анъанавӣ бартарӣ доранд. пайвастагиҳо ва триклозан аз сабаби муқовимати бактериявӣ, устуворӣ, арзиши паст ва қобили қабули экологӣ17,18,19. Илова бар ин, нанозаррачаҳои нуқра бо масоҳати зиёди сатҳи мушаххас ва фаъолнокии баланди бактериявӣ метавонанд ба матоъҳои пашмин20, матоъҳои пахтагӣ21,22, матоъҳои полиэстерӣ ва дигар матоъҳо часпонида шаванд, то озодии назоратшаванда ва устувори зарраҳои нуқраи антибактериалӣ23,24. Ин маънои онро дорад, ки тавассути инкапсулизатсияи AgNPs, метавон матоъҳои PP-ро бо фаъолияти антибактериалӣ эҷод кард. Бо вуҷуди ин, матоъҳои бофташудаи PP гурӯҳҳои функсионалӣ надоранд ва қутбияти паст доранд, ки ба инкапсуляцияи AgNPҳо мусоидат намекунад. Барои бартараф кардани ин нуқсон, баъзе муҳаққиқон кӯшиш карданд, ки нанозарраҳои Ag дар рӯи матоъҳои ПП бо истифода аз усулҳои гуногуни тағирдиҳӣ, аз ҷумла пошидани плазма26,27, пайвандкунии радиатсионӣ28,29,30,31 ва рӯйпӯши рӯизаминӣ32 ҷойгир кунанд. Масалан, Голи ва дигарон. [33] рӯйпӯши сафедаеро дар рӯи матоъҳои бофташудаи PP ҷорӣ кард, аминокислотаҳо дар канори қабати сафеда метавонанд ҳамчун нуқтаи лангар барои пайвастани AgNPs хидмат кунанд ва ба ин васила хосиятҳои хуби антибактериалӣ ба даст оранд. фаъолият. Ли ва ҳамкорон 34 муайян карданд, ки гидрохлориди N-изопропилакриламид ва N-(3-аминопропил)метакриламид, ки бо нури ултрабунафш (ултрабунафш) пайванд карда шудаанд, фаъолияти қавии зиддимикробӣ нишон доданд, гарчанде ки раванди коркарди ултрабунафш мураккаб аст ва хосиятҳои механикиро паст карда метавонад. наххо. . Олиани ва дигарон филмҳои гелии Ag NPs-PP-ро бо фаъолияти аълои зиддибактериявӣ тавассути коркарди пешакии ПП-и пок бо шуоъдиҳии гамма омода карданд; вале усули онхо хам мураккаб буд. Ҳамин тариқ, истеҳсоли самаранок ва ба осонӣ аз нав истифодашавандаи полипропиленӣ бофташуда бо фаъолияти дилхоҳи зиддимикробӣ мушкил боқӣ мемонад.
Дар ин тадќиќот спирти поливинилї, маводи мембранаи аз љињати экологї тоза ва камхарљ бо ќобилияти хуби плёнкасозї, гидрофилии баланд ва устувории аълои физикї ва химиявї барои дигаргун сохтани матоъњои полипропиленї истифода мешавад. Глюкоза ҳамчун агенти коҳишдиҳанда истифода мешавад36. Афзоиши энергияи рӯизаминии PP-и тағирёфта ба ҷойгиршавии интихобии AgNPs мусоидат мекунад. Дар муқоиса бо матои поки ПР, матоъҳои омодашудаи Ag/PVA/PP такроршавандагии хуб, фаъолияти аълои зиддибактериявӣ бар зидди E. coli, хосиятҳои хуби механикӣ ҳатто пас аз 40 давраи шустан ва гузариши назарраси нафаскашӣ, ҷинс ва намӣ нишон доданд.
Матоъҳои бофташудаи ПП бо вазни хоси 25 г/м2 ва ғафсии 0,18 мм аз ҷониби Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. (Jiyuan, Чин) пешниҳод карда шуда, ба варақаҳои андозаи 5 × 5 см2 бурида шудаанд. Нитрати нуқра (99,8%; AR) аз Xilong Scientific Co., Ltd (Шантоу, Чин) харида шудааст. Глюкоза аз Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Фучжоу, Чин) харида шудааст. Спирти поливинилӣ (реагенти саноатӣ) аз корхонаи кимиёвии Тианҷин Ситонг (Тянҷзин, Чин) харида шудааст. Оби деионизатсияшуда ҳамчун ҳалкунанда ё шустан истифода мешуд ва дар лабораторияи мо омода карда шудааст. Агар ва шўрбои ѓизої аз Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd (Пекин, Хитой) харида шудааст. Штамми E. coli (ATCC 25922) аз ширкати Zhangzhou Bochuang (Чжанчжоу, Чин) харида шудааст.
Дар натиҷа бофтаи ПП бо ултрасадо дар этанол барои 15 дақиқа шуста шуд. Дар натиҷа PVA ба об илова карда шуд ва дар 95 ° C барои 2 соат гарм карда шуд, то маҳлули обӣ пайдо шавад. Сипас глюкоза дар 10 мл маҳлули PVA бо вазни массаи 0,1%, 0,5%, 1,0% ва 1,5% гудохта шуд. Матои тозашудаи полипропилении бофташуда дар маҳлули PVA/глюкоза ғарқ карда шуд ва дар 60°C барои 1 соат гарм карда шуд. Пас аз ба анҷом расидани гармкунӣ, матои бофташуда бо ПП аз маҳлули PVA/глюкоза хориҷ карда мешавад ва дар 60°C дар давоми 0,5 соат хушк карда мешавад, то дар рӯи тор плёнкаи PVA ба вуҷуд орад ва ба ин васила композити PVA/PP ба даст оварда шавад. бофандагӣ.
Селитраи нуқраро дар 10 мл об бо омехтаи доимӣ дар ҳарорати хонагӣ ҳал мекунанд ва аммиакро ба қатра илова мекунанд, то маҳлул аз шаффоф ба қаҳваранг ва боз шаффоф шавад, то маҳлули аммиаки нуқра (5-90 мМ) ба даст ояд. Матои нобофтаи PVA/PP-ро дар маҳлули аммиаки нуқра ҷойгир кунед ва онро дар 60°С дар давоми 1 соат гарм кунед, то дар рӯи матоъ нанозарраҳои Ag дар ҷои худ пайдо шаванд, сипас онро бо об се маротиба бишӯед ва дар 60°C хушк кунед. C барои 0,5 соат барои ба даст овардани матои таркибии Ag/PVA/PP.
Мо баъди тачрибахои пешакй дар лаборатория барои истехсоли матоъхои композитй тачхизоти рул-то-прокат сохтем. Роллерҳо аз PTFE сохта шудаанд, то аксуламалҳои номатлуб ва ифлосшавиро пешгирӣ кунанд. Дар ин раванд вақти импрегнатсия ва миқдори маҳлули адсорбшударо тавассути танзими суръати роликҳо ва масофаи байни роликҳо барои ба даст овардани матои композитии дилхоҳи Ag/PVA/PP назорат кардан мумкин аст.
Морфологияи сатҳи матоъ бо истифода аз микроскопи электронии сканерии VEGA3 (SEM; Japan Electronics, Ҷопон) бо шиддати суръатбахшии 5 кВ омӯхта шуд. Сохтори булӯрии нанозаррачаҳои нуқра тавассути дифраксияи рентгенӣ (XRD; Bruker, D8 Advanced, Олмон; Cu Ka radiation, λ = 0,15418 нм; шиддат: 40 кВ, ҷараён: 40 мА) дар доираи 10–80° таҳлил карда шуд. 2θ. Спектрометри инфрасурхи трансформатори Фурье (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) барои таҳлили хусусиятҳои кимиёвии матоъҳои полипропиленӣ, ки дар сатҳи рӯизаминӣ иваз карда шудааст, истифода шуд. Мазмуни тағирдиҳандаи PVA дар матоъҳои таркибии Ag/PVA/PP тавассути таҳлили термогравиметрӣ (TGA; Mettler Toledo, Швейтсария) зери ҷараёни нитроген чен карда шуд. Барои муайян кардани таркиби нуқраи матоъҳои таркибии Ag/PVA/PP, спектрометрияи массаи плазмаи ба таври индуктивӣ пайвастшуда (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) истифода шуд.
Меъёри гузариши ҳаво ва интиқоли буғи оби матои таркибии Ag / PVA / PP (мушаххасот: 78 × 50cm2) аз ҷониби агентии санҷиши тарафи сеюм (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) мувофиқи GB/T чен карда шудааст. 5453-1997 ва GB / T 12704.2-2009. Барои ҳар як намуна, даҳ нуқтаи гуногун барои санҷиш интихоб карда мешавад ва маълумоти аз ҷониби агентӣ пешниҳодшуда ба ҳисоби миёна даҳ хол мебошад.
Фаъолияти зиддибактериалии матоъҳои таркибии Ag/PVA/PP мувофиқи стандартҳои чинии GB/T 20944.1-2007 ва GB/T 20944.3- бо истифода аз усули диффузияи пластини агар (таҳлили сифатӣ) ва усули ларзиши колба (таҳлили миқдорӣ) чен карда шуд. . мутаносибан дар соли 2008. Фаъолияти зиддибактериявии матоъҳои таркибии Ag/PVA/PP бар зидди Escherichia coli дар вақтҳои гуногуни шустан муайян карда шуд. Барои усули диффузияи таблиғи агар, матоъи таркибии санҷишии Ag/PVA/PP бо истифода аз шкаф ба диск (диаметр: 8 мм) зада мешавад ва ба табақи агар Петри, ки бо Escherichia coli эм карда шудааст (ATCC 25922) часпонида мешавад. ; 3,4 × 108 CFU ml-1) ва сипас дар 37 ° C ва 56% намии нисбӣ тақрибан 24 соат инкубатсия карда мешавад. Минтақаи монеъшавӣ аз маркази диск ба гардиши дохилии колонияҳои атроф амудӣ таҳлил карда шуд. Бо истифода аз усули колбачаи ларзиш, аз матои таркибии санҷидашудаи Ag/PVA/PP як табақи ҳамвори андозаи 2 × 2 см2 омода карда шуд ва дар муҳити шўрбои дар ҳарорати 121 ° C ва 0,1 МПа барои 30 дақиқа автоклав карда шуд. Пас аз автоклавкунӣ, намуна дар колбачаи 5 мл Эрленмейер, ки дорои 70 мл маҳлули шўрбои (консентратсияи суспензия 1 × 105-4 × 105 CFU/mL) гузошта шудааст ва сипас дар ҳарорати чархзании 150 °C инкубатсия карда шуд. чархзанӣ ва 25 ° C барои 18 соат. Пас аз ларзиш миқдори муайяни суспензияи бактериявиро ҷамъ кунед ва онро даҳ маротиба маҳлул кунед. Миқдори зарурии суспензияи маҳлули бактериявӣ ҷамъоварӣ карда, онро дар муҳити агар ва парвариш дар ҳарорати 37°С ва намии нисбии 56% барои 24 соат паҳн кунед. Формула барои ҳисоб кардани самаранокии антибактериалӣ ин аст: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), ки дар он C ва A мутаносибан шумораи колонияҳо пас аз 24 соат мебошанд. Дар гурӯҳи назоратӣ ва бофтаи таркибии Ag/PVA/PP парвариш карда мешавад.
Давомнокии матоъҳои таркибии Ag/PVA/PP бо роҳи шустан мувофиқи стандарти ISO 105-C10: 2006.1A арзёбӣ шудааст. Ҳангоми шустан матои таркибии санҷишии Ag/PVA/PP (30x40mm2) ба маҳлули обии дорои шустушӯи тиҷоратӣ (5,0 г/л) ғӯтонед ва онро дар 40±2 гард/дақ ва 40±5 гард/дақ бишӯед. суръати баланд. °C 10, 20, 30, 40 ва 50 давра. Баъди шустан матоъро се маротиба бо об шуста, дар харорати 50—60°С 30 дакика хушк мекунанд. Тағйирёбии таркиби нуқра пас аз шустан барои муайян кардани дараҷаи фаъолияти зиддибактериявӣ чен карда шуд.
Дар расми 1 диаграммаи схематикии тайёр кардани матои композитии Ag/PVA/PP оварда шудааст. Яъне, маводи бофташудаи PP дар маҳлули омехтаи PVA ва глюкоза таъмид карда мешавад. Маводи бофташуда бо PP импрегнатсияшуда барои ислоҳ кардани тағирдиҳанда ва агенти коҳишдиҳанда барои ташаккули қабати мӯҳр хушк карда мешавад. Матои хушкшудаи полипропиленӣ дар маҳлули аммиаки нуқра ғӯтонда мешавад, то нанозаррачаҳои нуқра дар ҷои худ ҷойгир карда шавад. Консентратсияи тағирдиҳанда, таносуби молярии глюкоза ба аммиаки нуқра, консентратсияи аммиаки нуқра ва ҳарорати реаксия ба боришоти NPs Ag таъсир мерасонад. омилҳои муҳим мебошанд. Дар расми 2а вобастагии кунҷи тамос бо оби матои Ag/PVA/PP аз консентратсияи тағирдиҳанда нишон дода шудааст. Вақте ки консентратсияи тағирдиҳанда аз 0,5 Вт% то 1,0 Вт.% зиёд мешавад, кунҷи тамоси матои Ag/PVA/PP ба таври назаррас коҳиш меёбад; вакте ки консентратсияи модификатор аз 1,0 ваз.% то 2,0 ваз.% зиёд мешавад, он амалан тагйир намеёбад. Дар расми 2 б тасвирҳои SEM-и нахҳои поки ПР ва матоъҳои Ag/PVA/PP дар консентратсияи аммиаки нуқра 50 мм ва таносуби молярии гуногуни глюкоза ба аммиаки нуқра (1:1, 3:1, 5:1 ва 9:1) оварда шудаанд. . тасвир. ). Нахи ПП дар натиҷа нисбатан ҳамвор аст. Пас аз инкапсуляция бо плёнкаи PVA, баъзе нахҳо ба ҳам часпонида мешаванд; Аз сабаби рехтани нанозаррачаҳои нуқра нахҳо нисбатан ноҳамвор мешаванд. Баробари зиёд шудани таносуби молярии редуктор ба глюкоза, қабати ҷойгиршудаи Ag NPs тадриҷан ғафс мешавад ва баробари зиёд шудани таносуби молярӣ ба 5:1 ва 9:1, Ag NPҳо одатан агрегатҳоро ташкил медиҳанд. Тасвирҳои макроскопӣ ва микроскопии нахи ПП якрангтар мешаванд, хусусан вақте ки таносуби молярии редуксия ба глюкоза 5:1 аст. Суратҳои рақамии намунаҳои мувофиқ, ки дар аммиаки нуқра 50 мм гирифта шудаанд, дар расми S1 нишон дода шудаанд.
Тағйирот дар кунҷи тамос бо оби матоъ Ag/PVA/PP дар консентратсияи PVA гуногун (a), тасвирҳои SEM матоъ Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи аммиаки нуқра аз 50 мм ва таносуби молярии гуногуни глюкоза ва аммиаки нуқра ба даст оварда шудааст [(б))) ; (1) нахи PP, (2) нахи PVA/PP, (3) таносуби молярӣ 1:1, (4) таносуби молярӣ 3:1, (5) таносуби молярӣ 5:1, (6) таносуби молярӣ 9: 1], намунаи дифраксияи рентгенӣ (c) ва тасвири SEM (d) матоъҳои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи нуқра (аммиаки нуқра) ба даст оварда шудаанд (ammia15) мм, (3) 30 мм, (4) 50 мм, (5) 90 мм ва (6) Ag/PP-30 мМ. Ҳарорати реаксия 60°С аст.
Дар расми 2c шакли дифраксияи рентгении матоъҳои Ag/PVA/PP-ро нишон медиҳад. Ба ғайр аз қуллаи дифраксияи нахи ПП 37, чор қуллаи дифраксионӣ дар 2θ = ~ 37,8°, 44,2°, 64,1° ва 77,3° ба (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), ҳамвории кристаллӣ (3 ub11-и нахи силив) мувофиқат мекунанд. Вақте ки консентратсияи аммиаки нуқра аз 5 то 90 мм зиёд мешавад, намунаҳои XRD-и Ag тезтар мешаванд, ки бо афзоиши минбаъдаи кристаллӣ мувофиқат мекунанд. Мувофиқи формулаи Шеррер, андозаи донаҳои нанозаррачаҳои Ag, ки бо аммиаки нуқра 10 мм, 30 мм ва 50 мм омода карда шудаанд, мутаносибан 21,3 нм, 23,3 нм ва 26,5 нм ҳисоб карда шуданд. Сабаб дар он аст, ки консентратсияи аммиаки нуқра қувваи пешбарандаи реаксияи коҳиш барои ташаккули нуқраи металлӣ мебошад. Бо афзоиши консентратсияи аммиаки нуқра, суръати ядрошавӣ ва афзоиши NPs Ag меафзояд. Дар расми 2d тасвирҳои SEM-и матоъҳои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи гуногуни аммиаки Ag гирифта шудаанд, нишон медиҳад. Дар консентратсияи аммиаки нуқрагии 30 мм, қабати ҷойгиршудаи Ag NPs нисбатан якхела аст. Аммо, вақте ки консентратсияи аммиаки нуқра хеле баланд аст, якрангии қабати таҳшиншавии Ag NP майл ба коҳиш меёбад, ки ин метавонад аз сабаби агломератсияи қавӣ дар қабати таҳшиншавии Ag NP бошад. Илова бар ин, нанозаррачаҳои нуқра дар рӯи он ду шакл доранд: курашакл ва пулакшакл. Андозаи заррачаҳои курашакл тақрибан 20–80 нм ва андозаи паҳлуи ламелҳо тақрибан 100–300 нм аст (Расми S2). Қабати таҳшиншавии нанозарраҳои Ag дар рӯи матоъҳои тағирнаёфтаи ПП нобаробар аст. Илова бар ин, баланд бардоштани ҳарорат ба камшавии Ag NPs мусоидат мекунад (расми S3), аммо ҳарорати аз ҳад баланди реаксия ба боришоти интихобии Ag NPs мусоидат намекунад.
Дар расми 3а робитаи байни консентратсияи аммиаки нуқра, миқдори нуқраи гузошташуда ва фаъолияти зиддибактериявии матои омодашудаи Ag/PVA/PP ба таври схематикӣ тасвир шудааст. Дар расми 3б намунаҳои зиддибактериалии намунаҳо дар консентратсияи гуногуни аммиаки нуқра нишон дода шудаанд, ки бевосита ҳолати зиддибактериявии намунаҳоро инъикос карда метавонанд. Вақте ки консентратсияи аммиаки нуқра аз 5 мм то 90 мм зиёд шуд, миқдори боришоти нуқра аз 13,67 г/кг ба 481,81 г/кг расид. Илова бар ин, баробари зиёд шудани миқдори рехтани нуқра, фаъолияти зиддибактериявӣ бар зидди E. coli аввал зиёд шуда, баъдан дар сатҳи баланд боқӣ мемонад. Махсусан, вақте ки консентратсияи аммиаки нуқра 30 мм аст, миқдори таҳшиншавии нуқра дар матоъи натиҷавии Ag/PVA/PP 67,62 г/кг ва сатҳи зиддибактериявӣ 99,99% аст. ва ин намунаро ҳамчун намояндагӣ барои тавсифи сохтории минбаъда интихоб кунед.
$А) Алоќамандии байни сатњи фаъолияти зиддибактерияї ва миќдори ќабати Аг ва консентратсияи аммиаки нуќра; (б) Аксҳои лавҳаҳои фарҳанги бактериявӣ, ки бо камераи рақамӣ гирифта шудаанд, ки намунаҳои холӣ ва намунаҳои бо истифода аз аммиаки нуқраи 5 мм, 10 мм, 30 мм, 50 мм ва 90 мм омодашударо нишон медиҳанд. Фаъолияти антибактериалии матоъҳои Ag/PVA/PP бар зидди Escherichia coli
Дар расми 4а спектрҳои FTIR/ATR-и PP, PVA/PP, Ag/PP ва Ag/PVA/PP нишон дода шудаанд. Бандҳои азхудкунии нахи софи ПР дар 2950 см-1 ва 2916 см-1 ба ларзиши асимметрии дарозшавии гурӯҳҳои –СН3 ва –СН2- ва дар 2867 см-1 ва 2837 см-1 ба ларзиши симметрии дарозшавии гурӯҳҳои –CH2 –CH3 – вобастагӣ доранд. –CH3 ва –CH2–. Бандҳои азхудкунӣ дар 1375 см–1 ва 1456 см–1 ба ларзишҳои тағирёбии асимметрӣ ва симметрии -CH338.39 марбутанд. Спектри FTIR нахи Ag/PP ба нахи PP монанд аст. Илова ба банди азхудкунии РР, қуллаи нави ҷаббида дар 3360 см-1 матоъҳои PVA/PP ва Ag/PVA/PP ба дароз шудани пайванди гидрогении гурӯҳи –OH мансуб аст. Ин нишон медиҳад, ки PVA ба сатҳи нахи полипропиленӣ бомуваффақият татбиқ карда мешавад. Илова бар ин, қуллаи азхудкунии гидроксил аз матоъҳои Ag/PVA/PP каме заифтар аз матоъҳои PVA/PP аст, ки шояд аз сабаби ҳамоҳангсозии баъзе гурӯҳҳои гидроксил бо нуқра бошад.
Спектри FT-IR (a), каҷи TGA (б) ва спектри андозагирии XPS (в) аз PP, матоъҳои PVA / PP ва матоъҳои Ag / PVA / PP ва спектри C 1s аз PP (d), PVA / PP матоъ (д) ва қуллаи Ag 3d (f) матои Ag / PVA / PP.
Дар расми 4c спектрҳои XPS-и матоъҳои PP, PVA/PP ва Ag/PVA/PP нишон дода шудаанд. Сигнали сусти O 1s-и нахи полипропилении холисро метавон ба унсури оксигени дар рӯи адсорбшуда нисбат дод; қуллаи C 1s дар 284,6 эВ ба CH ва CC мансуб аст (ниг. Расми 4d). Дар муқоиса бо нахи поки ПП, матоъҳои PVA/PP (расми 4е) дар 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) ва eV385) нишон медиҳад. Илова бар ин, спектри O 1s матоъ PVA/PP метавонад бо ду қулла дар 532,3 eV ва 533,2 eV41 наздик карда шавад (расми S4), ин қуллаҳои C 1s ба C–OH ва H–C=O (гурӯҳҳои гидроксилии PVA ва алдегидҳои глюкоза) мувофиқат мекунанд, ки бо маълумоти IR мувофиқанд. Матоъҳои бофташудаи Ag/PVA/PP спектри O 1s аз C-OH (532,3 эВ) ва HC=O (533,2 эВ) нигоҳ медорад (Расми S5), ки аз 65,81% (фоизи атомӣ) C, 22, 89. % O ва 11,31% S Ag (Fig) иборат аст. Аз ҷумла, қуллаҳои Ag 3d5/2 ва Ag 3d3/2 дар 368,2 eV ва 374,2 eV (расми 4f) боз исбот мекунанд, ки Ag NPs дар рӯи матоъҳои бофташудаи PVA/PP42 допинг карда шудаанд.
Каҷҳои TGA (расми 4б) аз матоъҳои холиси ПР, Ag/PP ва матои Ag/PVA/PP нишон медиҳанд, ки онҳо равандҳои ба ҳам монанд таҷзияи гармиро мегузаронанд ва таҳшиншавии Ag NPs боиси каме баланд шудани ҳарорати таназзули гармии ПР мегардад. нахҳо нахҳои PVA/PP (аз 480 °C (нахҳои ПП) то 495 °C), эҳтимолан аз сабаби ташаккули монеаи Ag43. Дар баробари ин, миқдори боқимондаи намунаҳои поки ПР, Ag/PP, Ag/PVA/PP, Ag/PVA/PP-W50 ва Ag/PP-W50 баъди гарм кардан дар 800°С 1,32%, 16,26% ва 13,86% буд. % мутаносибан 9,88% ва 2,12% (суффикси W50 дар ин ҷо ба 50 давраи шустан ишора мекунад). Қисми боқимондаи PP-и пок ба ифлосиҳо мансуб аст ва боқимондаи намунаҳои боқимонда ба Ag NPs ва фарқияти миқдори боқимондаи намунаҳои бо нуқра боршуда бояд аз ҳисоби миқдори гуногуни нанозаррачаҳои нуқра, ки ба онҳо бор карда шудаанд, вобаста бошад. Илова бар ин, пас аз 50 маротиба шустани матоъҳои Ag/PP, миқдори боқимондаи нуқра 94,65% ва миқдори боқимондаи нуқра дар матои Ag/PVA/PP тақрибан 31,74% кам шуд. Ин нишон медиҳад, ки пӯшиши капсулаи PVA метавонад пайвастагии AgNP-ро ба матритсаи PP ба таври муассир беҳтар кунад.
Барои арзёбии бароҳатии пӯшидан, гузариши ҳаво ва суръати интиқоли буғи оби матои полипропиленӣ чен карда шуд. Умуман, нафаскашӣ ба бароҳатии гармии корбар вобаста аст, махсусан дар муҳити гарм ва намӣ44. Чунон ки дар расми 5а нишон дода шудааст, гузариши хавои ПП-и соф 2050 мм/с буда, пас аз модификацияи ПВА то 856 мм/с кам мешавад. Сабаб дар он аст, ки филми PVA дар рӯи нахи ПП ва қисми бофташуда ба кам кардани фосилаҳои байни нахҳо мусоидат мекунад. Пас аз татбиқи Ag NPs, гузариши ҳавои матои ПП аз ҳисоби истеъмоли қабати PVA ҳангоми татбиқи Ag NPs меафзояд. Илова бар ин, нафаскашии матоъҳои Ag/PVA/PP кам мешавад, зеро консентратсияи аммиаки нуқра аз 10 то 50 ммоль зиёд мешавад. Ин метавонад аз он сабаб бошад, ки ғафсии кони нуқра бо зиёд шудани консентратсияи аммиаки нуқра меафзояд, ки ба кам шудани шумораи сӯрохиҳо ва эҳтимолияти гузаштани буғи об аз онҳо мусоидат мекунад.
$А) гузариши њавои матоъњои Ag/PVA/PP, ки бо консентратсияи гуногуни аммиаки нуќра омода карда шудаанд; $B) интиқоли буғи оби матоъҳои Ag/PVA/PP, ки бо консентратсияи гуногуни аммиаки нуқра омода карда шудаанд; $C) Тағйирдиҳандаҳои гуногун Хатти кашиши Ag Fabric/PVA/PP, ки дар консентратсияи гуногун ба даст оварда шудаанд; (г) Каҷи кашиши матои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи гуногуни аммиаки нуқра ба даст оварда шудааст (матои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи аммиаки нуқраи 30 мм ба даст оварда шудааст, низ нишон дода шудааст) (Каҷи кашиши матоъҳои ПР пас аз 40 давраи шустанро муқоиса кунед).
Суръати интиқоли буғи об боз як нишондиҳандаи муҳими бароҳатии гармии матоъ мебошад45. Маълум мешавад, ки ба гузариши намии матоъхо асосан ба нафаскашй ва хосиятхои сатхи он таъсир мерасонад. Яъне, гузариши ҳаво асосан аз шумораи сӯрохиҳо вобаста аст; хосиятҳои рӯизаминӣ ба гузариши намии гурӯҳҳои гидрофилӣ тавассути адсорбсия-диффузия-десорбсияи молекулаҳои об таъсир мерасонад. Тавре ки дар расми 5б нишон дода шудааст, гузариши намии нахи софи ПП 4810 г/(м2·24 соат) аст. Пас аз мӯҳр бо рӯйпӯши PVA шумораи сӯрохиҳо дар нахи ПП кам мешавад, аммо гузариши намии матоъҳои PVA/PP то 5070 г/(м2·24 соат) меафзояд, зеро гузариши намии он асосан аз рӯи хосиятҳои рӯизаминӣ муайян карда мешавад. на суроххо. Пас аз ҷойгиркунии AgNPs, гузариши намии матоъ Ag/PVA/PP боз ҳам зиёд шуд. Аз ҷумла, ҳадди ниҳоии гузариши намии матои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи аммиаки нуқрагии 30 мм ба даст оварда шудааст, 10300 г/(м2 · 24 соат) аст. Дар айни замон, гузариши гуногуни намии матоъҳои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи гуногуни аммиаки нуқра ба даст оварда шудаанд, метавонад бо фарқияти ғафсии қабати таҳшиншавии нуқра ва шумораи сӯрохиҳои он алоқаманд бошад.
Хусусиятҳои механикии матоъҳо ба мӯҳлати хидматрасонии онҳо, махсусан ҳамчун маводи такрорӣ таъсир мерасонанд46. Тасвири 5c каҷи фишори кашиши матои Ag/PVA/PP-ро нишон медиҳад. Қувваи кашиши ПВ-и пок ҳамагӣ 2,23 МПа аст, дар ҳоле ки қувваи кашиши матоъҳои 1 wt% PVA/PP ба таври назаррас то 4,56 МПа зиёд карда шудааст, ки ин нишон медиҳад, ки капсулатсияи матоъҳои PVA PP ба таври назаррас беҳтар кардани хосиятҳои механикии он мусоидат мекунад. хосиятҳо. Қувваи кашиш ва дарозӣ ҳангоми шикастани матои PVA/PP бо афзоиши консентратсияи тағирдиҳандаи PVA меафзояд, зеро филми PVA метавонад фишорро шикаста ва нахи ПП-ро мустаҳкам кунад. Аммо, вақте ки консентратсияи тағирдиҳанда то 1,5 ват.% зиёд мешавад, PVA часпанда матоъҳои полипропиленро сахт мекунад, ки ба бароҳатии пӯшидан таъсири ҷиддӣ мерасонад.
Дар муқоиса бо матоъҳои холиси PP ва PVA/PP, қувваи кашиш ва дарозшавӣ ҳангоми шикастани матоъҳои Ag/PVA/PP боз ҳам беҳтар шудааст, зеро нанозарраҳои Ag, ки дар рӯи нахҳои ПР яксон тақсим шудаанд, метавонанд сарбориро тақсим кунанд47,48. Мумкин аст, ки ќувваи кашиши нахи Ag/PP нисбат ба PP-и соф баландтар буда, ба 3,36 МПа мерасад (расми 5г), ки таъсири ќавї ва мустањкамкунандаи Ag NP-ро тасдиќ мекунад. Махсусан, матои Ag/PVA/PP, ки дар консентратсияи аммиаки нуқрагии 30 мм (ба ҷои 50 мм) истеҳсол мешавад, қувваи максималии кашиш ва дарозшавиро ҳангоми шикастан нишон медиҳад, ки ин ҳоло ҳам аз якхела ҷойгиршавии Ag NPs ва инчунин таҳшини яксон аст. Агрегатсияи NP-ҳои нуқра дар шароити консентратсияи баланди аммиаки нуқра. Илова бар ин, пас аз 40 давраи шустан, қувваи кашиш ва дарозии матои Ag/PVA/PP дар консентратсияи аммиаки нуқра дар 30 мм омодашуда мутаносибан 32,7% ва 26,8% кам шуд (расми 5d), ки метавонад бо талафоти хурди нанозаррачаҳои нуқра пас аз ин гузошташуда алоқаманд бошад.
Расмҳои 6а ва б аксҳои камераи рақамии матоъҳои Ag/PVA/PP ва матоъҳои Ag/PPро пас аз шустан барои давраҳои 0, 10, 20, 30, 40 ва 50 дар консентратсияи аммиаки нуқра 30 мм нишон медиҳанд. Матоъҳои хокистарии торик Ag/PVA/PP ва матои Ag/PP пас аз шустан тадриҷан хокистарии равшан мешаванд; ва таѓйирёбии ранги якум њангоми шустан ба назари дуюм он ќадар љиддї нест. Илова бар ин, дар муқоиса бо матоъҳои Ag/PP, миқдори нуқраи матоъҳои Ag/PVA/PP пас аз шустан нисбатан суст коҳиш ёфт; пас аз 20 маротиба ва зиёда аз он шустани аввалӣ нисбат ба дуюмӣ миқдори зиёди нуқраро нигоҳ дошт (расми 6в). Ин нишон медиҳад, ки капсул кардани нахҳои ПП бо рӯйпӯши PVA метавонад пайвастагии Ag NPs-ро ба нахҳои ПР ба таври назаррас беҳтар кунад. Тасвири 6d тасвирҳои SEM-и матоъҳои Ag/PVA/PP ва матои Ag/PPро пас аз шустани давраҳои 10, 40 ва 50 нишон медиҳад. Матоъҳои Ag/PVA/PP ҳангоми шустушӯ нисбат ба матоъҳои Ag/PP камтар талафоти Ag NP-ро аз сар мегузаронанд, боз ҳам, зеро пӯшиши капсулаи PVA ба беҳтар шудани пайвастшавии Ag NPs ба нахҳои ПР мусоидат мекунад.
(а) Аксҳои матоъҳои Ag/PP, ки бо камераи рақамӣ гирифта шудаанд (дар консентратсияи аммиаки нуқра 30 мм гирифта шудаанд) пас аз шустан дар тӯли 0, 10, 20, 30, 40 ва 50 давра (1-6); (б) Ag/PVA/PP Суратҳои матоъҳо, ки бо камераи рақамӣ гирифта шудаанд (дар консентратсияи аммиаки нуқра 30 мм гирифта шудаанд) пас аз шустан дар тӯли 0, 10, 20, 30, 40 ва 50 давра (1-6); $C) Таѓйирёбии таркиби нуќраи ду матоъ дар давраи шустан; (г) Тасвирҳои SEM аз матоъҳои Ag/PVA/PP (1-3) ва матоъҳои Ag/PP (4-6) пас аз 10, 40 ва 50 давраҳои шустан.
Дар расми 7 фаъолияти зиддибактериявӣ ва аксҳои камераҳои рақамии матоъҳои Ag/PVA/PP бар зидди E. coli пас аз 10, 20, 30 ва 40 давраи шустан нишон дода шудааст. Пас аз 10 ва 20 шустан, фаъолияти зиддибактериявии матоъҳои Ag/PVA/PP дар 99,99% ва 99,93% боқӣ монда, фаъолияти аълои зиддибактериявиро нишон дод. Дараҷаи зиддибактериявии матоъҳои Ag/PVA/PP пас аз 30 ва 40 маротиба шустан каме паст шуд, ки ин аз сабаби гум шудани AgNPs пас аз шустани дарозмуддат буд. Бо вуҷуди ин, сатҳи зиддибактериявии матоъҳои Ag/PP пас аз 40 шустан ҳамагӣ 80,16% -ро ташкил медиҳад. Маълум аст, ки таъсири зиддибактериявии матоъҳои Ag/PP пас аз 40 давраи шустан нисбат ба матои Ag/PVA/PP хеле камтар аст.
$А) Дараљаи фаъолияти зиддибактерияї бар зидди E. coli. (б) Барои муқоиса инчунин аксҳои матоъҳои Ag/PVA/PP, ки бо камераи рақамӣ пас аз шустани матои Ag/PP дар консентратсияи аммиаки нуқрагии 30 мм барои давраҳои 10, 20, 30, 40 ва 40 гирифта шудаанд, нишон дода шудаанд.
Дар расм. Расми 8 ба таври схематикӣ истеҳсоли матоъҳои калонҳаҷм Ag/PVA/PP бо истифода аз масири думарҳилаи рол-ба-рол нишон дода шудааст. Яъне махлули ПВА/глюкозаро дар чорчубаи рулон як муддати муайян тар карда, баъд аз он берун бароварда, бо хамин усул бо махлули аммиаки нукра пошида, матои Ag/PVA/PP мегиранд. (расми 8а). Матоъ дар натиҷа Ag/PVA/PP то ҳол фаъолияти аълои антибактериалиро нигоҳ медорад, ҳатто агар барои 1 сол нигоҳ дошта шавад. Барои тайёр кардани миқёси васеъи матоъҳои Ag/PVA/PP, матоъҳои нобофтаи PP дар раванди муттасили рол импрегнатсия карда шуданд ва сипас тавассути маҳлули PVA/глюкоза ва маҳлули аммиаки нуқра пайдарпай ва коркард карда шуданд. ду усул. Видеоҳои замимашуда. Вақти импрегнатсия тавассути танзими суръати ғилдирак ва миқдори маҳлули адсорбшуда бо роҳи танзими масофаи байни роллерҳо назорат карда мешавад (расми 8б) ва ба ин васила матоъҳои бофташудаи Ag/PVA/PP-и андозаи калон (50 см × 80 см) ба даст оварда мешаванд. ) ва ролики ҷамъоварӣ. Тамоми процесс оддй ва самарабахш аст, ки ин ба истедсоли калон мусоидат мекунад.
Диаграммаи схематикии истехсоли махсулоти калонхачми максаднок (а) ва диаграммаи схематикии процесси рулон барои истехсоли материалхои бофташудаи Ag/PVA/PP (б).
Матоъҳои бофташуда аз нуқра, ки дорои PVA/PP мебошанд, бо истифода аз технологияи оддии ҷойгиркунии фазаи моеъ дар дохили макон ва дар якҷоягӣ бо роҳи рол ба рол истеҳсол карда мешаванд. Дар муқоиса бо матоъҳои PP ва матоъҳои PVA/PP, хосиятҳои механикии матоъҳои бофташудаи Ag/PVA/PP ба таври назаррас беҳтар карда мешаванд, зеро қабати мӯҳри PVA метавонад пайвастшавии Ag NPs-ро ба нахҳои ПР ба таври назаррас беҳтар кунад. Илова бар ин, миқдори боркунии PVA ва миқдори NP-ҳои нуқра дар матоъҳои бофташудаи Ag/PVA/PP метавонад тавассути танзими консентратсияи маҳлули PVA/глюкоза ва маҳлули аммиаки нуқра хуб назорат карда шавад. Аз ҷумла, матои нобофтаи Ag/PVA/PP, ки бо истифода аз маҳлули нуқраи аммиаки 30 мм омода шудааст, хосиятҳои беҳтарини механикиро нишон дода, ҳатто пас аз 40 давраи шустан фаъолияти аълои антибактериалиро бар зидди E. coli нигоҳ дошта, потенсиали хуби зидди ифлосшавӣ нишон медод. PP маводи ғайрибофташуда. Дар муқоиса бо дигар маълумотҳои адабиёт, матоъҳое, ки мо бо истифода аз усулҳои соддатар ба даст овардаем, ба шустан беҳтар муқовимат нишон доданд. Илова бар ин, матои бофташудаи Ag/PVA/PP дорои гузариши намии идеалӣ ва бароҳатии пӯшидан мебошад, ки метавонад татбиқи онро дар барномаҳои саноатӣ осон кунад.
Ҳама маълумоти дар давоми ин тадқиқот гирифташуда ё таҳлилшударо дохил кунед (ва файлҳои иттилоотии онҳоро дастгирӣ кунед).
Рассел, SM ва дигарон. Биосенсорҳо барои мубориза бо тӯфони ситокини COVID-19: мушкилот дар пешанд. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V ва Harkey A. COVID-19 ва вокунишҳои бисёрҷониба. ҷорӣ. савол. дил. 45, 100618 (2020).
Чжан Р, ва дигарон. Теъдоди ҳодисаҳои коронавирус дар соли 2019 дар Чин аз рӯи марҳила ва минтақаҳои эндемикӣ тасҳеҳ шудааст. пеш. дорувори. 14, 199–209 (2020).
Гао Ҷ. ва дигарон. Маводи таркибии матоъҳои полипропиленӣ чандир, супергидрофобӣ ва гузаронандаи баланд барои ҳифзи дахолати электромагнитӣ. химиявй. инженер. Ҷ. 364, 493–502 (2019).
Райхан М ва дигарон. Таҳияи филмҳои бисёрфунксионалии полиакрилонитрил/нуқра нанокомпозитӣ: фаъолияти зиддибактериявӣ, фаъолнокии каталитикӣ, гузаронандагӣ, муҳофизати ултрабунафш ва сенсорҳои фаъоли SERS. Ҷ. Мат. захира. технология. 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U ва Parajuli N. Тадқиқоти ҷорӣ оид ба nanoparticles нуқра: синтез, тавсиф ва барномаҳо. J. Наноматериалҳо. 2021, 6687290 (2021).
Дэн Да, Чен Чжи, Ху Йонг, Ма Цзян, Тонг YDN Раванди оддӣ барои тайёр кардани сиёҳии гузаронанда дар асоси нуқра ва татбиқи он ба рӯи басомади интихобӣ. Нанотехнология 31, 105705–105705 (2019).
Хао, Ю ва дигарон. Полимерҳои гипершохашуда имкон медиҳанд, ки нанозарраҳои нуқра ҳамчун стабилизатор барои чопи инкжетии схемаҳои чандир истифода шаванд. Р. Шукер. химиявй. 43, 2797–2803 (2019).
Keller P ва Kawasaki HJML Шабакаҳои рагҳои баргҳои гузаранда, ки тавассути худсохти нанозарраҳои нуқра барои барномаҳои эҳтимолӣ дар сенсорҳои чандир тавлид шудаанд. Мат. Райт. 284, 128937,1-128937,4 (2020).
Ли, J. ва дигарон. Наносфераҳо ва массивҳои кремнийи бо нанозаррачаҳои нуқра ороёфта ҳамчун субстратҳои эҳтимолӣ барои пароканда кардани сатҳи Раман. ASU Омега 6, 32879–32887 (2021).
Лю, X. ва дигарон. Миқёси васеъи сатҳи чандир сенсори парокандаи Раманро (SERS) бо устувории баланд ва якрангии сигнал такмил дод. Барномаи ACS Мат. Интерфейсҳо 12, 45332–45341 (2020).
Сандип, КГ ва дигарон. Гетероструктураи иерархивии нанородҳои фуллерен, ки бо нанозарраҳои нуқра (Ag-FNRs) оро дода шудаанд, ҳамчун субстрати муассири як зарраҳои мустақили SERS хидмат мекунанд. физика. химиявй. химиявй. физика. 27, 18873–18878 (2018).
Эмам, HE ва Аҳмад, HB Таҳқиқоти муқоисавии наноструктураи агар дар асоси гомометаллӣ ва гетерометаллӣ ҳангоми таназзули катализшуда. интернационалй. Ҷ. Биол. Молекулаҳои калон. 138, 450–461 (2019).
Эмам, HE, Михаил, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS ва Аҳмад, HB нанокатализи аз металл вобаста барои кам кардани ифлоскунандаи хушбӯй. Чоршанбе. илм. олуда кардан. захира. интернационалй. 27, 6459–6475 (2020).
Аҳмад ҲБ ва Эмам ҲЕ наноструктураи сегонаи ядроӣ (Ag-Au-Pd), ки аз тухмҳо дар ҳарорати хонагӣ барои тозакунии эҳтимолии об парвариш карда мешаванд. полимер. озмоиш. 89, 106720 (2020).
Вақти фиристодан: Ноябр-26-2023