بررسی مقایسه‌ایی خواص ضد‌میکروبی نانو‌کامپوزیت سلولز- نقره و فیلم نانو‌سلولز پوشش‌دهی شده با نانو‌نقره

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته‌ی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 معاون اموزشی دانشکده چوب و کاغذ دانشگاه منابع طبیعی و علوم کشاورزی گرگان

3 عضو هیئت علمی دانشکده چوب و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 عضو هیئت علمی دانشکده چوب و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

5 عضو هیئت علمی دانشکده شیمی دانشگاه گلستان

چکیده

در سال‌های اخیر تولید فیلم و به‌کارگیری پوشش‌های سلولزی زیست‌تخریب‌پذیر و دوستدار محیط‌زیست به ویژه از نانو‌ذرات سلولزی توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. متناسب با کاربرد این محصولات در صنایع مختلفی چون صنایع غذایی، دارویی و بسته‌بندی، اهمیت بهبود ویژگی ضد‌باکتری این محصولات را پیش از پیش آشکار می‌سازد. در این تحقیق با هدف تولید پوشش‌های سلولزی ضد‌باکتری، ابتدا سلولز نانو‌فیبریله‌شده از خمیر الیاف بلند به شیوه مکانیکی آسیاب کردن تولید شده و سپس به کمک ذرات نانو‌نقره (به‌کارگیری نیترات‌نقره و احیاء با سدیم‌بورهیدرید)، با دو روش، تولید فیلم صورت پذیرفت. در روش اول با کمک پلی‌دادمک، ذرات نانو‌نقره در دو سطح 5 و 10 ppm بر روی NFC احیاء وسپس از نانو‌کامپوزیت NFC/نانو‌نقره فیلم تولید گردید. در روش دوم ابتدا فیلم NFC تولیدگردیده وسپس به ‌وسیله غوطه‌وری آن در محلول نانو‌نقره در دو سطح 5 و10 ppm، فیلم‌های ضد‌باکتری به دست آمد. میزان ماندگاری نانو‌نقره در روش اول در غلظت‌های بالاتر بیشتر از شیوه غوطه‌وری به‌دست آمد. اما در غلظت‌های کم‌تر( ppm5) اختلاف ماندگاری نانو‌نقره در دو شیوه اندک بوده است. لازم به ذکر است که شیوه غوطه‌وری مزیت بزرگ عدم هدر رفت نانو‌نقره و ورود آن به طبیعت در طی آبگیری که در شیوه اول متعارف است را ندارد ومحلول نانو‌نقره با افزایش غلظت قابل استفاده مجدد می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Chen, X., and Schluesener, H. J. 2008. Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicology letters, 176(1): 1-12.

-Cheng, C. L., Sun, D. S., Chu, W. C., Tseng, Y. H., Ho, H. C., Wang, J. B., and Chang, H. H. 2009. The effects of the bacterial interaction with visible-light responsive titania photocatalyst on the bactericidal performance. Journal of biomedical science, 16(1): 7.

-Choi, O., Deng, K. K., Kim, N. J., Ross Jr, L., Surampalli, R. Y., and Hu, Z. 2008. The inhibitory effects of silver nanoparticles, silver ions, and silver chloride colloids on microbial growth. Water research, 42(12): 3066-3074

-Díez, I., Eronen, P., Österberg, M., Linder, M. B., Ikkala, O., and Ras, R. H. 2011. Functionalization of nanofibrillated cellulose with silver nanoclusters: Fluorescence and antibacterial activity. Macromolecular bioscience, 11(9): 1185-1191.

-Henriksson, M. 2008. Cellulose nanofibril networks and composites; preparation, structures and properties. KTH Chemical Science and Engineering. Stockholm, P:51.

-Kim, Y. S., Song, M. Y., Park, J. D., Song, K. S., Ryu, H. R., Chung, Y. H., ... & Hwang, I. K. 2010. Subchronic oral toxicity of silver nanoparticles. Particle and fibre toxicology, 7(1), 1.

-Martins, N. C., Freire, C. S., Pinto, R. J., Fernandes, S. C., Neto, C. P., Silvestre, A. J., and Trindade, T. 2012. Electrostatic assembly of Ag nanoparticles onto nanofibrillated cellulose for antibacterial paper products. Cellulose, 19(4): 1425-1436.

-Martins, N. C., Freire, C. S., Neto, C. P., Silvestre, A. J., Causio, J., Baldi, G., and Trindade, T. 2013. Antibacterial paper based on composite coatings of nanofibrillated cellulose and ZnO. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 417: 111-119

-Missoum, K., Sadocco, P., Causio, J., Belgacem, M. N., & Bras, J. 2014. Antibacterial activity and biodegradability assessment of chemically grafted nanofibrillated cellulose. Materials Science and Engineering: C, 45: 477-483

-Nassar, M. A., and Youssef, A. M. 2012. Mechanical and antibacterial properties of recycled carton paper coated by PS/Ag nanocomposites for packaging. Carbohydrate polymers, 89(1): 269-274.

-Petica, A., Gavriliu, S., Lungu, M., Buruntea, N., and Panzaru, C. 2008. Colloidal silver solutions with antimicrobial   properties. Materials Science and Engineering, 152(1): 22-27.

-Pinto, R. J., Marques, P. A., Neto, C. P., Trindade, T., Daina, S., and Sadocco, P. 2009. Antibacterial activity of nanocomposites of silver and bacterial or vegetable cellulosic fibers. Acta biomaterialia, 5(6): 2279-2289.

-Rabea, E. I., Badawy, M. E. T., Stevens, C. V., Smagghe, G., and Steurbaut, W. 2003. Chitosan as antimicrobial agent: applications and mode of action. Biomacromolecules, 4(6): 1457-1465.

-Rai, M., Yadav, A., and Gade, A. 2009. Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials. Biotechnology advances, 27(1): 76-83.

-Sothornvit, R., & Krochta, J. M. 2001. Plasticizer effect on mechanical properties of β-lactoglobulin films. Journal of Food Engineering, 50(3): 149-155.

-Tang, J., & Xi, T. 2008. Status of biological evaluation on silver nanoparticles. Sheng wu yi xue gong cheng xue za zhi= Journal of biomedical engineering Shengwu yixue gongchengxue zazhi, 25(4): 958-961.

-Van Dong, P., Ha, C. H., and Kasbohm, J. 2012. Chemical synthesis and antibacterial activity of novel-shaped silver nanoparticles. International Nano Letters, 2(1): 1-9.

-Wani, I. A., Ganguly, A., Ahmed, J., and Ahmad, T. 2011. Silver nanoparticles: ultrasonic wave assisted synthesis, optical characterization and surface area studies. Materials Letters, 65(3): 520-522.

-Yamane, C., Aoyagi, T., Ago, M., Sato, K., Okajima, K., & Takahashi, T. 2006. Two different surface properties of regenerated cellulose due to structural anisotropy. Polymer journal, 38(8): 819-826.