O ṣeun fun lilo si Nature.com. Ẹya ẹrọ aṣawakiri ti o nlo ni atilẹyin CSS lopin. Fun awọn abajade to dara julọ, a ṣeduro lilo ẹya tuntun ti aṣawakiri rẹ (tabi pipa ipo ibaramu ni Internet Explorer). Lakoko, lati rii daju atilẹyin ti nlọ lọwọ, a n ṣafihan aaye naa laisi aṣa tabi JavaScript.
Loni, awọn aṣọ iṣẹ ṣiṣe pẹlu awọn ohun-ini antibacterial jẹ olokiki diẹ sii. Bibẹẹkọ, iṣelọpọ idiyele-doko ti awọn aṣọ iṣẹ ṣiṣe pẹlu iṣẹ ṣiṣe to tọ ati deede jẹ ipenija. Polyvinyl oti (PVA) ni a lo lati ṣe atunṣe aṣọ polypropylene (PP) ti kii ṣe hun, ati lẹhinna awọn ẹwẹ titobi fadaka (AgNPs) ti wa ni ipamọ ni aaye lati ṣe agbejade PVA-ti a ṣe atunṣe AgNPs ti kojọpọ PP (ti a tọka si bi AgNPs). /PVA/PP) aṣọ. Ifiweranṣẹ ti awọn okun PP nipa lilo ideri PVA ṣe iranlọwọ lati mu ilọsiwaju pọ si ti kojọpọ Ag NPs si awọn okun PP, ati Ag / PVA / PP nonwovens ṣe afihan awọn ohun-ini ẹrọ imudara dara si ati resistance si Escherichia coli (ti a tọka si bi E. coli). Ni gbogbogbo, Ag/PVA/PP aṣọ aibikita ti a ṣe ni 30mM fadaka amonia ifọkansi ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara julọ, ati pe oṣuwọn aabo antibacterial lodi si E. coli de 99.99%. Aṣọ naa tun ṣe idaduro iṣẹ ṣiṣe antibacterial ti o dara julọ lẹhin awọn fifọ 40 ati pe o ni agbara fun lilo leralera. Ni afikun, Ag / PVA / PP aṣọ ti ko hun ni awọn ifojusọna ohun elo jakejado ni ile-iṣẹ nitori agbara afẹfẹ ti o dara ati ọrinrin ọrinrin. Ni afikun, a tun ti ṣe agbekalẹ imọ-ẹrọ yipo-si-roll ati ṣe iwadii alakoko lati ṣe idanwo iṣeeṣe ti ọna yii.
Pẹlu jinlẹ ti ilujara ọrọ-aje, awọn agbeka iye eniyan ti o tobi pupọ ti pọ si iṣeeṣe ti gbigbe ọlọjẹ, eyiti o ṣalaye daradara idi ti aramada coronavirus ni iru agbara to lagbara lati tan kaakiri agbaye ati pe o nira lati ṣe idiwọ1,2,3. Ni ori yii, iwulo ni iyara wa lati ṣe agbekalẹ awọn ohun elo antibacterial tuntun, bii polypropylene (PP) ti kii ṣe hun, bi awọn ohun elo aabo iṣoogun. Polypropylene aṣọ ti kii ṣe hun ni awọn anfani ti iwuwo kekere, inertness kemikali ati idiyele kekere4, ṣugbọn ko ni agbara antibacterial, igbesi aye iṣẹ kukuru ati ṣiṣe aabo kekere. Nitorinaa, o ṣe pataki pupọ lati fun awọn ohun-ini antibacterial si awọn ohun elo ti kii ṣe PP.
Gẹgẹbi oluranlowo antibacterial atijọ, fadaka ti lọ nipasẹ awọn ipele marun ti idagbasoke: ojutu fadaka colloidal, sulfadiazine fadaka, iyọ fadaka, fadaka amuaradagba ati nanosilver. Awọn ẹwẹ titobi fadaka ti wa ni lilo siwaju sii ni awọn aaye bii oogun5,6, conductivity7,8,9, fifẹ Raman ti o dada10,11,12, ibajẹ catalytic ti dyes13,14,15,16 bbl Ni pato, awọn ẹwẹ titobi fadaka ( AgNPs) ni awọn anfani lori awọn ohun elo antimicrobial ti ibile ati awọn ohun elo iyọ ti ibile, awọn ohun elo iyọ ammo. triclosan nitori idiwọ kokoro-arun ti wọn nilo, iduroṣinṣin, idiyele kekere ati itẹwọgba ayika17,18,19. Ni afikun, awọn ẹwẹwẹ fadaka pẹlu agbegbe dada kan pato ati iṣẹ ṣiṣe antibacterial giga le ni asopọ si awọn aṣọ irun20, awọn aṣọ owu21,22, awọn aṣọ polyester ati awọn aṣọ miiran lati ṣaṣeyọri iṣakoso, itusilẹ iduroṣinṣin ti awọn patikulu fadaka antibacterial23,24. Eyi tumọ si pe nipa fifipa awọn AgNPs, o ṣee ṣe lati ṣẹda awọn aṣọ PP pẹlu iṣẹ-ṣiṣe antibacterial. Sibẹsibẹ, PP nonwovens ko ni awọn ẹgbẹ iṣẹ-ṣiṣe ati pe o ni kekere polarity, eyi ti ko ni anfani si encapsulation ti AgNPs. Lati bori yi drawback, diẹ ninu awọn oluwadi ti gbiyanju lati beebe Ag ẹwẹ titobi lori dada ti PP aso lilo orisirisi awọn ọna iyipada pẹlu pilasima spraying26,27, Ìtọjú grafting28,29,30,31 ati dada coating32. Fun apẹẹrẹ, Goli et al. [33] ṣe afihan awọ amuaradagba kan lori oju ti aṣọ ti kii ṣe PP, awọn amino acids ti o wa ni ẹba ti Layer amuaradagba le ṣiṣẹ bi awọn aaye oran fun didi awọn AgNPs, nitorinaa iyọrisi awọn ohun-ini antibacterial to dara. aṣayan iṣẹ-ṣiṣe. Li ati awọn alabaṣiṣẹpọ 34 rii pe N-isopropylacrylamide ati N- (3-aminopropyl) methacrylamide hydrochloride àjọ-tilọ nipasẹ ultraviolet (UV) etching ṣe afihan iṣẹ-ṣiṣe antimicrobial ti o lagbara, botilẹjẹpe ilana etching UV jẹ eka ati pe o le dinku awọn ohun-ini ẹrọ. awọn okun. . Oliani et al ti pese awọn fiimu Gel Ag NPs-PP pẹlu iṣẹ-ṣiṣe antibacterial ti o dara julọ nipasẹ iṣaju PP mimọ pẹlu irradiation gamma; sibẹsibẹ, wọn ọna wà tun eka. Nitorinaa, o jẹ ipenija lati mu daradara ati irọrun gbejade awọn aisi-ihun polypropylene atunlo pẹlu iṣẹ antimicrobial ti o fẹ.
Ninu iwadi yii, ọti-waini polyvinyl, ore ayika ati ohun elo awọ-owo kekere ti o ni agbara fiimu ti o dara, hydrophilicity giga, ati iduroṣinṣin ti ara ati kemikali ti o dara julọ, ni a lo lati yipada awọn aṣọ polypropylene. A lo glukosi bi aṣoju idinku36. Ilọsoke ni agbara dada ti PP ti a ṣe atunṣe ṣe igbega ifisilẹ yiyan ti AgNPs. Ti a ṣe afiwe pẹlu asọ PP mimọ, Ag / PVA / PP ti a pese sile ṣe afihan atunṣe ti o dara, iṣẹ-ṣiṣe antibacterial ti o dara julọ lodi si E. coli, awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara paapaa lẹhin awọn akoko fifọ 40, ati atẹgun pataki, ibalopo ati ọrinrin permeability.
Aṣọ ti kii ṣe PP pẹlu walẹ kan pato ti 25 g/m2 ati sisanra ti 0.18 mm ni a pese nipasẹ Jiyuan Kang'an Sanitary Materials Co., Ltd. Nitrate fadaka (99.8%; AR) ni a ra lati Xilong Scientific Co., Ltd. (Shantou, China). A ra glukosi lati Fuzhou Neptune Fuyao Pharmaceutical Co., Ltd. (Fuzhou, China). Polyvinyl oti (reagent ipele ile-iṣẹ) ni a ra lati Tianjin Sitong Kemika Factory (Tianjin, China). Omi ti a fi omi ṣan ni a lo bi epo tabi fi omi ṣan ati pe a pese sile ni ile-iyẹwu wa. Agar eroja ati broth ni a ra lati ọdọ Beijing Aoboxing Biotechnology Co., Ltd. (Beijing, China). E. coli igara (ATCC 25922) ti ra lati Zhangzhou Bochuang Company (Zhangzhou, China).
Abajade PP tissu ti a fo pẹlu olutirasandi ni ethanol fun iṣẹju 15. Abajade PVA ti a fi kun si omi ati ki o gbona ni 95 ° C fun wakati 2 lati gba ojutu olomi kan. Lẹhinna glukosi ti tuka ni 10 milimita ti ojutu PVA pẹlu ida pupọ ti 0.1%, 0.5%, 1.0% ati 1.5%. Aṣọ polypropylene ti a ti sọ di mimọ ti a fi sinu omi PVA/glukosi kan ati ki o gbona ni 60 ° C fun wakati kan. Lẹhin alapapo ti pari, PP-impregnated fabric nonwoven ti yọ kuro lati inu ojutu PVA / glukosi ati ki o gbẹ ni 60 ° C fun 0.5 h lati ṣe fiimu PVA kan lori oju oju opo wẹẹbu, nitorinaa gba apapo PVA/PP. aso.
Nitrate fadaka ti wa ni tituka ni milimita 10 ti omi pẹlu gbigbọn igbagbogbo ni iwọn otutu yara ati amonia ti wa ni afikun ni sisọ silẹ titi ti ojutu yoo yipada lati ko o si brown ati ki o han lẹẹkansi lati gba ojutu amonia fadaka (5-90 mM). Gbe PVA/PP asọ ti kii ṣe aṣọ ni ojutu amonia fadaka ati ki o gbona ni 60 ° C fun wakati 1 lati dagba Ag nanoparticles ni aaye lori aaye ti aṣọ naa, lẹhinna fi omi ṣan pẹlu omi ni igba mẹta ati ki o gbẹ ni 60 ° C. C fun awọn wakati 0.5 lati gba Ag / PVA / PP fabric composite.
Lẹhin awọn adanwo alakoko, a ṣe awọn ohun elo yipo-si-yipo ni ile-iyẹwu fun iṣelọpọ iwọn-nla ti awọn aṣọ akojọpọ. Awọn rollers jẹ ti PTFE lati yago fun awọn aati ikolu ati ibajẹ. Lakoko ilana yii, akoko impregnation ati iye ojutu adsorbed ni a le ṣakoso nipasẹ titunṣe iyara ti awọn rollers ati aaye laarin awọn rollers lati gba Ag / PVA / PP ti o fẹ.
Mofoloji dada tissu ni a ṣe iwadi nipa lilo maikirosikopu elekitironi ọlọjẹ VEGA3 (SEM; Japan Electronics, Japan) ni foliteji isare ti 5 kV. Ilana gara ti awọn ẹwẹ titobi fadaka ni a ṣe atupale nipasẹ X-ray diffraction (XRD; Bruker, D8 Advanced, Germany; Cu Kα radiation, λ = 0.15418 nm; foliteji: 40 kV, lọwọlọwọ: 40 mA) ni ibiti o ti 10-80 °. 2θ. A Fourier transform infurarẹẹdi spectrometer (ATR-FTIR; Nicolet 170sx, Thermo Fisher Scientific Incorporation) ni a lo lati ṣe itupalẹ awọn abuda kẹmika ti aṣọ polypropylene ti a tunṣe dada. Akoonu iyipada PVA ti awọn aṣọ alapọpọ Ag/PVA/PP jẹ iwọn nipasẹ itupalẹ thermogravimetric (TGA; Mettler Toledo, Switzerland) labẹ ṣiṣan nitrogen kan. Ipilẹṣẹ pilasima pilasima pilasima inductively (ICP-MS, ELAN DRC II, Perkin-Elmer (Hong Kong) Co., Ltd.) ni a lo lati pinnu akoonu fadaka ti Ag/PVA/PP awọn aṣọ alapọpọ.
Agbara afẹfẹ ati iwọn gbigbe omi oru omi ti Ag / PVA / PP fabric composite (sipesifikesonu: 78 × 50cm2) ni iwọn nipasẹ ile-iṣẹ idanwo ẹni-kẹta (Tianfangbiao Standardization Certification and Testing Co., Ltd.) ni ibamu pẹlu GB / T. 5453-1997 ati GB / T 12704.2-2009. Fun apẹẹrẹ kọọkan, awọn aaye oriṣiriṣi mẹwa ni a yan fun idanwo, ati data ti a pese nipasẹ ile-ibẹwẹ jẹ aropin ti awọn aaye mẹwa.
Iṣẹ ṣiṣe antibacterial ti Ag/PVA/PP fabric composite ti a ni ibamu pẹlu awọn ajohunše Kannada GB/T 20944.1-2007 ati GB/T 20944.3- ni lilo ọna itankale awo agar (itupalẹ didara) ati ọna gbigbọn gbigbọn (itupalẹ pipo). . lẹsẹsẹ ni 2008. Iṣẹ-ṣiṣe antibacterial ti Ag / PVA / PP fabric composite lodi si Escherichia coli ti pinnu ni orisirisi awọn akoko fifọ. Fun ọna itọka awo agar, idanwo Ag/PVA/PP fabric composite ti wa ni punch sinu disiki kan (iwọn ila opin: 8 mm) ni lilo punch kan ati ki o so mọ satelaiti agar Petri ti a fi sii pẹlu Escherichia coli (ATCC 25922). ; 3.4 × 108 CFU ml-1) ati lẹhinna ṣabọ ni 37°C ati 56% ọriniinitutu ojulumo fun isunmọ wakati 24. Agbegbe idinamọ ni a ṣe atupale ni inaro lati aarin disiki naa si iyipo inu ti awọn ileto agbegbe. Lilo ọna gbigbọn gbigbọn, 2 × 2 cm2 filati ti a ti pese sile lati Ag/PVA/PP ti a ti ni idanwo aṣọ ti a ṣe ayẹwo ati pe a ti fi autoclaved ni agbegbe broth ni 121 ° C ati 0.1 MPa fun awọn iṣẹju 30. Lẹhin autoclaving, awọn ayẹwo ti a immersed ni a 5-mL Erlenmeyer flask ti o ni awọn 70 milimita ti broth ojutu (ifojusi idadoro 1 × 105-4 × 105 CFU / mL) ati ki o si incubated ni ohun oscillating otutu ti 150 °C. rpm ati 25 ° C fun wakati 18. Lẹhin gbigbọn, gba iye kan ti idaduro kokoro-arun ki o ṣe dimi ni ilọpo mẹwa. Gba iye ti a beere fun idaduro kokoro-arun ti fomi, tan kaakiri lori alabọde agar ati aṣa ni 37 ° C ati 56% ọriniinitutu ibatan fun awọn wakati 24. Ilana fun ṣiṣe iṣiro imunadoko antibacterial jẹ: \(\frac{\mathrm{C}-\mathrm{A}}{\mathrm{C}}\cdot 100\%\), nibiti C ati A jẹ nọmba awọn ileto lẹhin wakati 24, lẹsẹsẹ. Ti gbin ni ẹgbẹ iṣakoso ati Ag/PVA/PP àsopọ akojọpọ.
Agbara ti awọn aṣọ alapọpọ Ag/PVA/PP ni a ṣe ayẹwo nipasẹ fifọ ni ibamu si ISO 105-C10: 2006.1A. Lakoko fifọ, fi omi ṣan idanwo Ag / PVA / PP fabric composite (30x40mm2) ninu ojutu olomi ti o ni awọn ohun elo iṣowo (5.0g / L) ati ki o wẹ ni 40 ± 2 rpm ati 40 ± 5 rpm / min. ere giga. °C 10, 20, 30, 40 ati 50 iyipo. Lẹhin fifọ, a ti fọ aṣọ naa ni igba mẹta pẹlu omi ati ki o gbẹ ni iwọn otutu ti 50-60 ° C fun ọgbọn išẹju 30. Iyipada ninu akoonu fadaka lẹhin fifọ ni iwọn lati pinnu iwọn iṣẹ ṣiṣe antibacterial.
Nọmba 1 ṣe afihan aworan atọka ti iṣelọpọ ti Ag/PVA/PP fabric composite. Iyẹn ni, ohun elo ti kii ṣe PP ti wa ni immersed ni ojutu adalu ti PVA ati glukosi. Awọn ohun elo ti ko ni hun ti PP-impregnated ti gbẹ lati ṣatunṣe oluyipada ati idinku oluranlowo lati fẹlẹfẹlẹ kan Layer edidi. Aṣọ polypropylene ti o gbẹ ti wa ni ibọmi sinu ojutu amonia fadaka kan lati fi awọn ẹwẹwẹwẹ fadaka silẹ ni aaye. Ifojusi ti modifier, ipin molar ti glukosi si amonia fadaka, ifọkansi ti amonia fadaka ati iwọn otutu ifasẹyin ni ipa lori ojoriro ti Ag NPs. jẹ awọn ifosiwewe pataki. Nọmba 2a fihan igbẹkẹle ti igun olubasọrọ omi ti aṣọ Ag / PVA / PP lori ifọkansi modifier. Nigbati ifọkansi modifier ba pọ si lati 0.5 wt.% si 1.0 wt.%, igun olubasọrọ ti aṣọ Ag / PVA / PP dinku ni pataki; nigbati ifọkansi modifier pọ si lati 1.0 wt.% si 2.0 wt.%, adaṣe ko yipada. Nọmba 2 b fihan awọn aworan SEM ti awọn okun PP mimọ ati awọn aṣọ Ag / PVA / PP ti a pese sile ni 50 mM fadaka amonia ifọkansi ati awọn iyatọ molar ti glucose si amonia fadaka (1: 1, 3: 1, 5: 1, ati 9: 1). . aworan. ). Abajade PP okun jẹ jo dan. Lẹhin ti encapsulation pẹlu PVA fiimu, diẹ ninu awọn okun ti wa ni glued pọ; Nitori ifisilẹ ti awọn ẹwẹ titobi fadaka, awọn okun naa di inira. Bi ipin molar ti oluranlowo idinku si glukosi n pọ si, ipele ti a fi silẹ ti Ag NPs maa n nipọn diẹdiẹ, ati bi ipin molar ṣe pọ si 5:1 ati 9:1, Ag NPs maa n dagba awọn akojọpọ. Awọn aworan macroscopic ati airi ti okun PP di aṣọ diẹ sii, ni pataki nigbati ipin molar ti idinku oluranlowo si glukosi jẹ 5: 1. Awọn aworan oni nọmba ti awọn ayẹwo ti o baamu ti a gba ni 50 mM fadaka amonia ni a fihan ni Nọmba S1.
Awọn iyipada ninu igun olubasọrọ omi ti Ag / PVA / PP fabric ni orisirisi awọn ifọkansi PVA (a), awọn aworan SEM ti Ag / PVA / PP fabric ti a gba ni ifọkansi amonia fadaka ti 50 mM ati orisirisi awọn iṣiro molar ti glucose ati fadaka amonia [(b))); (1) PP okun, (2) PVA / PP okun, (3) molar ratio 1: 1, (4) molar ratio 3: 1, (5) molar ratio 5: 1, (6) molar ratio 9: 1], X-ray diffraction Àpẹẹrẹ (c) ati SEM image (d) ti Ag / PVA / PP fabric ti a gba ni fadaka ammonia: 10M (1) 30 mM, (4) 50 mm, (5) 90 mM ati (6) Ag/PP-30 mM. Awọn iwọn otutu lenu jẹ 60 ° C.
Ni olusin 2c fihan X-ray diffraction Àpẹẹrẹ ti Abajade Ag / PVA / PP fabric. Ni afikun si tente oke diffraction ti PP fiber 37, mẹrin diffraction tente ni 2θ = ~ 37.8°, 44.2°, 64.1° ati 77.3° badọgba si (1 1 1), (2 0 0), (2 2 0), Crystal ofurufu (3 1-1-cent) ti fadaka. Bi ifọkansi amonia fadaka ṣe pọ si lati 5 si 90 mM, awọn ilana XRD ti Ag di didasilẹ, ni ibamu pẹlu ilosoke atẹle ni crystallinity. Gẹgẹbi agbekalẹ Scherrer, awọn iwọn ọkà ti Ag nanoparticles ti a pese sile pẹlu 10 mM, 30 mM ati 50 mM fadaka amonia ni a ṣe iṣiro lati jẹ 21.3 nm, 23.3 nm ati 26.5 nm, lẹsẹsẹ. Eyi jẹ nitori ifọkansi amonia fadaka jẹ agbara iwakọ lẹhin ifasilẹ idinku lati ṣe fadaka fadaka. Pẹlu ifọkansi ti o pọ si ti amonia fadaka, oṣuwọn iparun ati idagbasoke ti Ag NPs pọ si. Nọmba 2d ṣe afihan awọn aworan SEM ti awọn aṣọ Ag/PVA/PP ti a gba ni awọn ifọkansi oriṣiriṣi ti Ag amonia. Ni ifọkansi amonia fadaka ti 30 mM, Layer ti a fi silẹ ti Ag NPs jẹ isokan. Bibẹẹkọ, nigbati ifọkansi amonia fadaka ba ga ju, isokan ti Layer deposition Ag NP duro lati dinku, eyiti o le jẹ nitori agglomeration ti o lagbara ni Layer deposition Ag NP. Ni afikun, awọn ẹwẹ titobi fadaka lori oju ni awọn apẹrẹ meji: ti iyipo ati scaly. Iwọn patiku ti iyipo jẹ isunmọ 20-80 nm, ati iwọn ita lamellar jẹ isunmọ 100-300 nm (Figure S2). Ipele ifisilẹ ti awọn ẹwẹ titobi Ag lori oju ti aṣọ PP ti a ko yipada jẹ eyiti ko ṣe deede. Ni afikun, jijẹ iwọn otutu ṣe igbega idinku ti Ag NPs (Fig. S3), ṣugbọn iwọn otutu ti o ga julọ ko ṣe igbega ojoriro yiyan ti Ag NPs.
Ṣe nọmba 3a ni iṣiro ṣe afihan ibatan laarin ifọkansi amonia fadaka, iye fadaka ti a fi silẹ, ati iṣẹ ṣiṣe antibacterial ti aṣọ Ag/PVA/PP ti a pese. Nọmba 3b ṣe afihan awọn ilana antibacterial ti awọn ayẹwo ni oriṣiriṣi awọn ifọkansi ti amonia fadaka, eyiti o le ṣe afihan taara ipo antibacterial ti awọn ayẹwo. Nigbati ifọkansi amonia fadaka pọ si lati 5 mM si 90 mM, iye ojoriro fadaka pọ lati 13.67 g / kg si 481.81 g / kg. Ni afikun, bi iye owo ifipamọ fadaka ṣe pọ si, iṣẹ ṣiṣe antibacterial lodi si E. coli ni ibẹrẹ pọ si ati lẹhinna wa ni ipele giga. Ni pataki, nigbati ifọkansi amonia fadaka jẹ 30 mM, iye idogo fadaka ni abajade Ag/PVA/PP ti o jẹ 67.62 g/kg, ati pe oṣuwọn antibacterial jẹ 99.99%. ki o si yan apẹẹrẹ yii gẹgẹbi aṣoju fun isọdi igbekalẹ ti o tẹle.
(a) Ibasepo laarin ipele ti iṣẹ ṣiṣe antibacterial ati iye ti Layer Ag ti a lo ati ifọkansi ti amonia fadaka; (b) Awọn fọto ti awọn awo aṣa kokoro-arun ti o ya pẹlu kamẹra oni-nọmba kan ti n ṣafihan awọn apẹẹrẹ ofo ati awọn ayẹwo ti a pese sile nipa lilo 5 mM, 10 mM, 30 mM, 50 mM ati 90 mM fadaka amonia. Iṣẹ ṣiṣe antibacterial ti Ag/PVA/PP fabric lodi si Escherichia coli
Nọmba 4a fihan awọn iwoye FTIR / ATR ti PP, PVA / PP, Ag / PP ati Ag / PVA / PP. Awọn ẹgbẹ gbigba ti okun PP mimọ ni 2950 cm-1 ati 2916 cm-1 jẹ nitori gbigbọn nina asymmetric ti awọn -CH3 ati -CH2- awọn ẹgbẹ, ati ni 2867 cm-1 ati 2837 cm-1 wọn jẹ nitori gbigbọn isanmi ti awọn ẹgbẹ -CH3 ati -CH2 -. –CH3 ati –CH2–. Awọn ẹgbẹ gbigba ni 1375 cm–1 ati 1456 cm–1 jẹ ikasi si asymmetric ati awọn gbigbọn iyipada alamimu ti –CH338.39. Iwọn FTIR ti okun Ag/PP jẹ iru ti okun PP. Ni afikun si ẹgbẹ gbigba ti PP, ipari gbigba tuntun ni 3360 cm-1 ti awọn aṣọ PVA / PP ati Ag / PVA / PP ni a sọ si titan ifunmọ hydrogen ti ẹgbẹ -OH. Eyi fihan pe PVA ni aṣeyọri ti a lo si oju ti okun polypropylene. Ni afikun, oke gbigba hydroxyl ti Ag / PVA / PP fabric jẹ alailagbara diẹ ju ti aṣọ PVA / PP, eyiti o le jẹ nitori isọdọkan diẹ ninu awọn ẹgbẹ hydroxyl pẹlu fadaka.
FT-IR julọ.
Ni olusin 4c ṣe afihan irisi XPS ti PP, PVA / PP, ati Ag / PVA / PP awọn aṣọ. Awọn ifihan agbara O 1s ti ko lagbara ti okun polypropylene mimọ ni a le sọ si eroja atẹgun ti a fi si ori ilẹ; C 1s tente oke ni 284.6 eV ti wa ni Wọn si CH ati CC (wo Figure 4d). Ti a bawe pẹlu okun PP mimọ, PVA / PP fabric (Fig. 4e) fihan iṣẹ giga ni 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) = 288-5. Ni afikun, O 1s spectrum ti PVA / PP fabric le jẹ isunmọ nipasẹ awọn oke meji ni 532.3 eV ati 533.2 eV41 (Fig. S4), awọn ipele C 1s wọnyi ni ibamu si C-OH ati H-C = O (awọn ẹgbẹ hydroxyl ti PVA ati aldehyde glucose group), eyiti o jẹ ibamu pẹlu data IR. Ag/PVA/PP ti kii ṣe aṣọ ti a ko hun daduro O 1s julọ.Oniranran ti C-OH (532.3 eV) ati HC=O (533.2 eV) (olusin S5), ti o ni 65.81% (atomiki ogorun) C, 22. 89. % O ati 11.31% Ag (Fig. S4). Ni pato, awọn oke ti Ag 3d5/2 ati Ag 3d3/2 ni 368.2 eV ati 374.2 eV (Fig. 4f) siwaju sii mule pe Ag NPs ti wa ni doped lori dada ti PVA/PP42 nonwoven fabric.
Awọn iṣipopada TGA (Fig. 4b) ti PP mimọ, Ag / PP fabric, ati Ag / PVA / PP fabric fihan pe wọn ṣe iru awọn ilana jijẹ igbona, ati ifasilẹ ti Ag NPs nyorisi ilosoke diẹ ninu iwọn otutu ibaje gbona ti PP. awọn okun PVA/PP awọn okun (lati 480 °C (PP awọn okun) si 495 °C), o ṣee ṣe nitori idasile ti idena Ag43. Ni akoko kanna, awọn iye iyokù ti awọn ayẹwo mimọ ti PP, Ag / PP, Ag / PVA / PP, Ag / PVA / PP-W50 ati Ag / PP-W50 lẹhin alapapo ni 800 ° C jẹ 1.32%, 16.26% ati 13. 86%. % lẹsẹsẹ 9,88% ati 2,12% (suffix W50 nibi ntokasi si 50 w iyika). Iyoku ti PP mimọ jẹ eyiti a sọ si awọn idoti, ati iyokù awọn ayẹwo ti o ku si Ag NPs, ati iyatọ ninu iye ti o ku ti awọn ayẹwo ti o ṣajọpọ pẹlu fadaka yẹ ki o jẹ nitori awọn oye oriṣiriṣi ti awọn ẹwẹ titobi fadaka ti a kojọpọ lori wọn. Ni afikun, lẹhin fifọ aṣọ Ag / PP ni igba 50, akoonu fadaka ti o ku ti dinku nipasẹ 94.65%, ati pe akoonu fadaka ti o ku ti Ag/PVA/PP fabric ti dinku nipasẹ iwọn 31.74%. Eyi fihan pe ibora fifin PVA le ṣe imunadoko imudara ifaramọ ti AgNPs si matrix PP.
Lati ṣe iṣiro itunu wiwọ, aiṣedeede afẹfẹ ati iwọn gbigbe gbigbe omi ti aṣọ polypropylene ti a pese silẹ ni a wọn. Ni gbogbogbo, mimi jẹ ibatan si itunu igbona olumulo, pataki ni awọn agbegbe gbigbona ati ọririn44. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5a, agbara afẹfẹ ti PP mimọ jẹ 2050 mm / s, ati lẹhin iyipada ti PVA o dinku si 856 mm / s. Eyi jẹ nitori fiimu PVA ti a ṣe lori oju ti okun PP ati apakan ti a hun ṣe iranlọwọ lati dinku awọn aaye laarin awọn okun. Lẹhin lilo Ag NPs, agbara afẹfẹ ti aṣọ PP pọ si nitori lilo ti abọ PVA nigba lilo Ag NPs. Ni afikun, ẹmi ti awọn aṣọ Ag/PVA/PP duro lati dinku bi ifọkansi amonia fadaka ṣe pọ si lati 10 si 50 mmol. Eyi le jẹ nitori otitọ pe sisanra ti idogo fadaka pọ si pẹlu ifọkansi amonia fadaka ti o pọ si, eyiti o ṣe iranlọwọ lati dinku nọmba awọn pores ati o ṣeeṣe ti oru omi ti n kọja nipasẹ wọn.
(a) Agbara afẹfẹ ti awọn aṣọ Ag / PVA / PP ti a pese sile pẹlu awọn ifọkansi oriṣiriṣi ti amonia fadaka; (b) Gbigbe oru omi ti awọn aṣọ Ag / PVA / PP ti a pese sile pẹlu awọn ifọkansi oriṣiriṣi ti amonia fadaka; (c) Awọn iyipada ti o yatọ si tẹẹrẹ ti Ag Fabric / PVA / PP ti a gba ni oriṣiriṣi awọn ifọkansi; (d) Igbẹ-ara ti Ag / PVA / PP fabric ti a gba ni oriṣiriṣi awọn ifọkansi ti amonia fadaka (Ag / PVA / PP fabric ti a gba ni 30 mM fadaka amonia ifọkansi ti a tun han) (Fiwera awọn iṣipopada fifẹ ti awọn aṣọ PP lẹhin 40 awọn iyipo fifọ).
Iwọn gbigbe gbigbe omi jẹ itọkasi pataki miiran ti itunu gbona ti fabric45. O wa ni jade wipe ọrinrin permeability ti aso wa ni o kun nfa nipasẹ breathability ati dada-ini. Iyẹn ni, permeability afẹfẹ da lori nọmba awọn pores; Awọn ohun-ini dada ni ipa lori aye ti ọrinrin ti awọn ẹgbẹ hydrophilic nipasẹ adsorption-diffusion-desorption ti awọn ohun elo omi. Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5b, ọrinrin ọrinrin ti okun PP mimọ jẹ 4810 g / (m2 · 24h). Lẹhin ti o ni ifasilẹ pẹlu ideri PVA, nọmba awọn ihò ninu okun PP dinku, ṣugbọn ọrinrin ọrinrin ti PVA / PP fabric pọ si 5070 g / (m2 · 24 h), niwon igbati ọrinrin rẹ jẹ ipinnu nipasẹ awọn ohun-ini dada. kii ṣe awọn pores. Lẹhin ifisilẹ ti AgNPs, ọrinrin permeability ti Ag/PVA/PP fabric ti pọ si siwaju sii. Ni pato, awọn ti o pọju ọrinrin permeability ti Ag / PVA / PP fabric gba ni a fadaka amonia fojusi ti 30 mM jẹ 10300 g / (m2 · 24h). Ni akoko kanna, o yatọ si ọrinrin ọrinrin ti awọn aṣọ Ag / PVA / PP ti a gba ni awọn ifọkansi oriṣiriṣi ti fadaka amonia le ni nkan ṣe pẹlu awọn iyatọ ninu sisanra ti iyẹfun idalẹnu fadaka ati nọmba awọn pores rẹ.
Awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn aṣọ ni ipa ni ipa lori igbesi aye iṣẹ wọn, paapaa bi awọn ohun elo atunlo46. Nọmba 5c ṣe afihan iṣipopada aapọn fifẹ ti aṣọ Ag / PVA / PP. Agbara fifẹ ti PP mimọ jẹ 2.23 MPa nikan, lakoko ti agbara fifẹ ti 1 wt% PVA / PP fabric ti pọ si ni pataki si 4.56 MPa, ti o nfihan pe ifasilẹ ti aṣọ PVA PP ṣe iranlọwọ lati mu ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ rẹ ni pataki. ohun ini. Agbara fifẹ ati elongation ni fifọ ti aṣọ PVA / PP pọ pẹlu ifọkansi ti o pọ si ti modifier PVA nitori fiimu PVA le fọ aapọn ati mu okun PP lagbara. Bibẹẹkọ, nigbati ifọkansi modifier ba pọ si 1.5 wt.%, PVA alalepo jẹ ki aṣọ polypropylene di lile, eyiti o ni ipa pataki ni itunu wọ.
Ti a bawe pẹlu PP mimọ ati awọn aṣọ PVA / PP, agbara fifẹ ati elongation ni isinmi ti awọn aṣọ Ag / PVA / PP ti wa ni ilọsiwaju siwaju sii nitori awọn ẹwẹ titobi Ag nanoparticles ti a pin ni iṣọkan lori oju awọn okun PP le pin kaakiri fifuye47,48. A le rii pe agbara fifẹ ti okun Ag / PP ti o ga ju ti PP mimọ lọ, ti o de 3.36 MPa (Fig. 5d), eyi ti o jẹrisi ipa ti o lagbara ati agbara ti Ag NPs. Ni pato, Ag / PVA / PP fabric ti a ṣe ni ifọkansi amonia fadaka ti 30 mM (dipo 50 mM) ṣe afihan agbara ti o pọju ati elongation ni isinmi, eyiti o tun jẹ nitori iṣeduro iṣọkan ti Ag NPs bakanna bi iṣeduro aṣọ. Ijọpọ ti fadaka NPs labẹ awọn ipo ti ifọkansi giga ti fadaka amonia. Pẹlupẹlu, lẹhin awọn iyipo fifọ 40, agbara fifẹ ati elongation ni fifọ Ag / PVA / PP fabric ti a pese sile ni 30 mM fadaka amonia ifọkansi dinku nipasẹ 32.7% ati 26.8%, lẹsẹsẹ (Fig. 5d), eyi ti o le ni nkan ṣe pẹlu isonu kekere ti awọn ẹwẹ titobi fadaka ti a fi pamọ lẹhin eyi.
Awọn nọmba 6a ati b ṣe afihan awọn aworan kamẹra oni-nọmba ti Ag/PVA/PP fabric ati Ag/PP fabric lẹhin fifọ fun 0, 10, 20, 30, 40, ati 50 cycles ni 30 mM fadaka amonia ifọkansi. Dudu grẹy Ag / PVA / PP fabric ati Ag / PP fabric di grẹy grẹy lẹhin fifọ; ati iyipada awọ ti akọkọ nigba fifọ ko dabi pe o ṣe pataki bi ti keji. Ni afikun, ni akawe pẹlu Ag / PP fabric, akoonu fadaka ti Ag / PVA / PP fabric ti dinku diẹ sii laiyara lẹhin fifọ; lẹhin fifọ 20 tabi diẹ ẹ sii igba, awọn tele ni idaduro kan ti o ga fadaka akoonu ju awọn igbehin (Fig. 6c). Eyi tọkasi pe fifipa awọn okun PP pẹlu ibora PVA le mu ilọsiwaju pọ si ti awọn okun Ag NP si awọn okun PP. Nọmba 6d ṣe afihan awọn aworan SEM ti Ag/PVA/PP fabric ati Ag/PP fabric lẹhin fifọ fun 10, 40, ati 50 cycles. Awọn aṣọ Ag / PVA / PP ni iriri isonu ti o dinku ti Ag NPs nigba fifọ ju awọn aṣọ Ag / PP, lẹẹkansi nitori PVA encapsulating ti a bo ṣe iranlọwọ mu imudara ti Ag NPs si awọn okun PP.
(a) Awọn aworan ti Ag / PP fabric ti o ya pẹlu kamẹra oni-nọmba kan (ti o ya ni 30 mM fadaka amonia ifọkansi) lẹhin fifọ fun 0, 10, 20, 30, 40 ati 50 cycles (1-6); (b) Ag / PVA / PP Awọn fọto ti awọn aṣọ ti a ya pẹlu kamẹra oni-nọmba kan (ti o ya ni 30 mM fadaka amonia ifọkansi) lẹhin fifọ fun 0, 10, 20, 30, 40 ati 50 cycles (1-6); (c) Awọn iyipada ninu akoonu fadaka ti awọn aṣọ meji kọja awọn iyipo fifọ; (d) Awọn aworan SEM ti Ag / PVA / PP fabric (1-3) ati Ag / PP fabric (4-6) lẹhin 10, 40 ati 50 awọn iyipo fifọ.
Nọmba 7 ṣe afihan iṣẹ-ṣiṣe antibacterial ati awọn aworan kamẹra oni-nọmba ti Ag/PVA/PP awọn aṣọ lodi si E. coli lẹhin 10, 20, 30 ati 40 awọn iyipo fifọ. Lẹhin awọn fifọ 10 ati 20, iṣẹ antibacterial ti Ag/PVA/PP awọn aṣọ duro ni 99.99% ati 99.93%, ti n ṣe afihan iṣẹ-ṣiṣe antibacterial ti o dara julọ. Ipele antibacterial ti Ag / PVA / PP fabric dinku diẹ lẹhin 30 ati awọn akoko 40 ti fifọ, eyiti o jẹ nitori sisọnu AgNPs lẹhin fifọ igba pipẹ. Sibẹsibẹ, oṣuwọn antibacterial ti Ag/PP fabric lẹhin 40 fifọ jẹ 80.16% nikan. O han gbangba pe ipa antibacterial ti Ag / PP fabric lẹhin 40 awọn iyipo fifọ jẹ kere pupọ ju ti Ag / PVA / PP fabric.
(a) Ipele ti iṣẹ-ṣiṣe antibacterial lodi si E. coli. (b) Fun lafiwe, awọn aworan ti Ag / PVA / PP fabric ti o ya pẹlu kamẹra oni-nọmba kan lẹhin fifọ aṣọ Ag / PP ni 30 mM fadaka amonia ifọkansi fun awọn akoko 10, 20, 30, 40 ati 40 tun han.
Ni eeya 8 ni iṣiro ṣe afihan iṣelọpọ ti aṣọ Ag / PVA / PP ti o tobi-nla nipa lilo ipa-ọna iyipo-si-yipo meji-ipele. Iyẹn ni pe, ojutu PVA / glukosi ni a fi sinu fireemu yipo fun akoko kan, lẹhinna mu jade, ati lẹhinna fifẹ pẹlu ojutu amonia fadaka ni ọna kanna lati gba aṣọ Ag / PVA / PP. (Eya. 8a). Abajade Ag/PVA/PP fabric tun da duro iṣẹ ṣiṣe antibacterial ti o dara julọ paapaa ti o ba fi silẹ fun ọdun 1. Fun igbaradi iwọn nla ti awọn aṣọ Ag / PVA / PP, awọn abajade PP nonwovens ti wa ni impregnated ni ilana lilọsiwaju lilọsiwaju ati lẹhinna kọja nipasẹ ojutu PVA / glukosi kan ati ojutu amonia fadaka kan lẹsẹsẹ ati ni ilọsiwaju. ọna meji. Awọn fidio ti o somọ. Awọn impregnation akoko ti wa ni dari nipa Siṣàtúnṣe iwọn iyara ti awọn rola, ati awọn iye ti adsorbed ojutu ti wa ni dari nipa Siṣàtúnṣe iwọn laarin awọn rollers (Fig. 8b), nitorina gba awọn afojusun Ag / PVA / PP nonwoven fabric ti o tobi iwọn (50 cm × 80 cm). ) ati rola gbigba. Gbogbo ilana jẹ rọrun ati lilo daradara, eyiti o ṣe iranlọwọ fun iṣelọpọ iwọn-nla.
Aworan atọka ti iṣelọpọ ti awọn ọja ibi-afẹde nla (a) ati aworan atọka ti ilana yipo fun iṣelọpọ awọn ohun elo ti ko ni hun Ag/PVA/PP (b).
Awọn aihun PVA/PP ti o ni fadaka ni a ṣejade ni lilo ọna ẹrọ idasile ipele omi ti o rọrun ni ipo ni idapo pẹlu ipa ọna yipo-si-yipo. Ti a ṣe afiwe pẹlu aṣọ PP ati aṣọ PVA / PP, awọn ohun-ini ẹrọ ti aṣọ ti a ti pese silẹ Ag / PVA / PP ti kii ṣe aṣọ ti wa ni ilọsiwaju ni pataki nitori pe Layer lilẹ PVA le ṣe ilọsiwaju imudara ti Ag NPs si awọn okun PP. Ni afikun, iye ikojọpọ ti PVA ati akoonu ti fadaka NPs ni Ag / PVA / PP aṣọ aibikita ni a le ṣakoso daradara nipasẹ ṣiṣe atunṣe awọn ifọkansi ti ojutu PVA / glukosi ati ojutu amonia fadaka. Ni pato, Ag / PVA / PP aṣọ ti kii ṣe asọ ti a pese sile nipa lilo 30 mM fadaka amonia ojutu ti o ṣe afihan awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara julọ ati idaduro iṣẹ-ṣiṣe antibacterial ti o dara julọ lodi si E. coli paapaa lẹhin awọn akoko fifọ 40, ti o nfihan agbara ti o lagbara ti o lagbara. PP ti kii-hun ohun elo. Ti a ṣe afiwe si awọn data iwe-iwe miiran, awọn aṣọ ti a gba nipasẹ wa nipa lilo awọn ọna ti o rọrun julọ ṣe afihan resistance to dara julọ si fifọ. Ni afikun, Abajade Ag / PVA / PP aṣọ ti ko ni wiwọ ni agbara ọrinrin pipe ati itunu wọ, eyiti o le dẹrọ ohun elo rẹ ni awọn ohun elo ile-iṣẹ.
Fi gbogbo data ti o gba tabi itupalẹ lakoko iwadi yii (ati awọn faili alaye atilẹyin wọn).
Russell, SM ati al. Biosensors lati koju iji COVID-19 cytokine: awọn italaya niwaju. ACS Sens. 5, 1506–1513 (2020).
Zaeem S, Chong JH, Shankaranarayanan V ati Harkey A. COVID-19 ati awọn idahun ti ara-pupọ. lọwọlọwọ. ibeere. okan. 45, ọdun 100618 (2020).
Zhang R, et al. Awọn iṣiro ti nọmba awọn ọran coronavirus ni ọdun 2019 ni Ilu China ni atunṣe nipasẹ ipele ati awọn agbegbe endemic. iwaju. òògùn. Ọdun 14, 199–209 (2020).
Gao J. et al. Rọ, superhydrophobic ati ohun elo alapọpo polypropylene ti kii ṣe adaṣe pupọ fun aabo kikọlu itanna. Kemikali. ẹlẹrọ. J. 364, 493–502 (2019).
Raihan M. et al. Idagbasoke ti multifunctional polyacrylonitrile/fadaka nanocomposite films: antibacterial aṣayan iṣẹ-ṣiṣe, catalytic aṣayan iṣẹ-ṣiṣe, conductivity, UV Idaabobo ati lọwọ SERS sensosi. J. Matteu. awọn oluşewadi. awọn imọ-ẹrọ. Ọdun 9, 9380–9394 (2020).
Dawadi S, Katuwal S, Gupta A, Lamichane U ati Parajuli N. Iwadi lọwọlọwọ lori awọn ẹwẹ titobi fadaka: synthesis, characterization and applications. J. Nanomaterials. Ọdun 2021, 6687290 (2021).
Deng Da, Chen Zhi, Hu Yong, Ma Jian, Tong YDN Ilana ti o rọrun fun igbaradi inki conductive ti o da lori fadaka ati lilo si awọn ipele ti a yan igbohunsafẹfẹ. Nanotechnology 31, 105705–105705 (2019).
Hao, Y. et al. Awọn polima hyperbranched jẹ ki lilo awọn ẹwẹ titobi fadaka bi awọn amuduro fun titẹ inkjet ti awọn iyika rọ. R. Shuker. Kemikali. 43, 2797-2803 (2019).
Keller P ati Kawasaki HJML Awọn nẹtiwọọki iṣọn ewe adaṣe ti a ṣe nipasẹ ikojọpọ ara ẹni ti awọn ẹwẹ titobi fadaka fun awọn ohun elo ti o pọju ni awọn sensọ rọ. Matt. Wright. 284, 128937.1-128937.4 (2020).
Li, J. et al. Fadaka nanoparticle-ọṣọ silica nanospheres ati orun bi o pọju sobsitireti fun dada-mu dara Raman tituka. ASU Omega 6, 32879–32887 (2021).
Liu, X. et al. Dada ti o ni irọrun ti o tobi ni imudara sensọ tuka Raman (SERS) pẹlu iduroṣinṣin ifihan agbara ati isokan. ACS Ohun elo Matt. Awọn atọkun 12, 45332–45341 (2020).
Sandeep, KG et al. Heterostructure logalomomoise ti awọn nanorods fullerene ti a ṣe ọṣọ pẹlu awọn ẹwẹ titobi fadaka (Ag-FNRs) ṣe iranṣẹ bi ohun ti o munadoko kan-patiku ominira SERS sobusitireti. fisiksi. Kemikali. Kemikali. fisiksi. Ọdun 27, ọdun 18873–18878 (2018).
Emam, HE ati Ahmed, HB Iwadi Comparative ti homometallic ati heterometallic agar-based nanostructures lakoko ibajẹ-catalyzed. okeere. J. Biol. Awọn moleku nla. Ọdun 138, 450–461 (2019).
Emam, HE, Mikhail, MM, El-Sherbiny, S., Nagy, KS ati Ahmed, HB Irin ti o gbẹkẹle nanocatalysis fun idinku aromatic pollutant. Wednesday. ijinle sayensi. idoti. awọn oluşewadi. okeere. Ọdun 27, 6459–6475 (2020).
Ahmed HB ati Emam HE Triple core-shell (Ag-Au-Pd) awọn ẹya ara ẹrọ ti o dagba lati awọn irugbin ni iwọn otutu yara fun isọdọtun omi ti o pọju. polima. idanwo. Ọdun 89, Ọdun 106720 (2020).
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kọkanla-26-2023