Antimikrobielle polyureabelegg med sjeldne jorddopede nano-sinkoksidpartikler
kilde: AZO MATERIALS Covid-19-pandemien har vist det presserende behovet for antivirale og antimikrobielle belegg for overflater i offentlige rom og helsemiljøer.Nyere forskning publisert i oktober 2021 i tidsskriftet Microbial Biotechnology har demonstrert et raskt nano-sinkoksid-dopet preparat for polyurea-belegg som søker å løse dette problemet. overføring.Det presserende behovet for raske, effektive og ikke-giftige kjemikalier og antimikrobielle og antivirale overflatebelegg har ansporet til innovativ forskning innen bioteknologi, industriell kjemi og materialvitenskap. Overflatebelegg med antiviral og antimikrobiell virkning kan redusere risikoen for virusoverføring og dreper biostrukturer og mikroorganismer ved kontakt.De hindrer veksten av mikroorganismer gjennom cellulær membranforstyrrelse.De forbedrer også overflatens egenskaper, slik som korrosjonsbestandighet og holdbarhet. I følge European Centre for Disease Control and Prevention får 4 millioner mennesker (omtrent dobbelt så mange som New Mexicos befolkning) globalt per år en helserelatert infeksjon.Dette fører til rundt 37 000 dødsfall over hele verden, med situasjonen spesielt ille i utviklingsland der folk kanskje ikke har tilgang til riktig sanitær og hygieneinfrastruktur.I den vestlige verden er HCAIer den sjette største dødsårsaken. Alt er utsatt for kontaminering av mikrober og virus – mat, utstyr, overflater og vegger og tekstiler er bare noen eksempler.Selv vanlige sanitærplaner dreper kanskje ikke alle mikrober som er tilstede på overflater, så det er et presserende behov for å utvikle ikke-giftige overflatebelegg som forhindrer mikrobiell vekst i å oppstå. Når det gjelder Covid-19, har studier vist at viruset kan holde seg aktivt på ofte berørte overflater i rustfritt stål og plast i opptil 72 timer, noe som viser det presserende behovet for overflatebelegg med antivirale egenskaper.Antimikrobielle overflater har blitt brukt i helsevesenet i over et tiår, og har blitt brukt til å kontrollere MRSA-utbrudd. Sinkoksid – en mye utforsket antimikrobiell kjemisk forbindelseSinkoksid (ZnO) har sterke antimikrobielle og antivirale egenskaper.Bruken av ZnO har blitt utforsket intensivt de siste årene som en aktiv ingrediens i en rekke antimikrobielle og antivirale kjemikalier.Tallrike toksisitetsstudier har funnet at ZnO er praktisk talt ikke-giftig for mennesker og dyr, men er svært effektiv til å forstyrre cellulære konvolutter av mikroorganismer. De mikroorganismedrapende mekanismene til sinkoksid kan tilskrives noen få egenskaper.Zn2+-ioner frigjøres ved delvis oppløsning av sinkoksidpartikler som forstyrrer ytterligere antimikrobiell aktivitet selv i andre mikrober som er tilstede, samt direkte kontakt med cellevegger og frigjøring av reaktive oksygenarter. Antimikrobiell aktivitet av sinkoksid er i tillegg knyttet til partikkelstørrelse og konsentrasjon : mindre partikler og høyere konsentrasjon oppløsninger av sink nanopartikler har økt antimikrobiell aktivitet.Sinkoksid-nanopartikler som er mindre i størrelse trenger lettere inn i den mikrobielle cellemembranen på grunn av deres store grensesnitt.Mange studier, spesielt av Sars-CoV-2 nylig, har belyst tilsvarende effektiv handling mot virus. Bruk av RE-dopet nano-sinkoksid og polyurea-belegg for å lage overflater med overlegne antimikrobielle egenskaper Teamet til Li, Liu, Yao og Narasimalu har foreslått en metode for rask fremstilling av antimikrobielle polyurea-belegg ved å introdusere sjeldne jordarters dopede nano-sinkoksidpartikler skapt ved å blande nanopartikler med sjeldne jordarter i salpetersyre. ZnO nanopartikler ble dopet med Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Lanthanum ( LA), og Gadolinium (Gd.) Lantan-dopet nano-sinkoksidpartikler ble funnet å være 85 % effektive mot P. aeruginosa og E. Coli bakteriestammer. Disse nanopartikler er også 83 % effektive til å drepe mikrober, selv etter 25 minutter eksponering for UV-lys.De dopede nano-sinkoksidpartiklene som ble utforsket i studien kan vise forbedret UV-lysrespons og termisk respons på temperaturendringer.Bioassays og overflatekarakterisering ga også bevis på at overflater beholder sin antimikrobielle aktivitet etter gjentatt bruk. Polyurea-belegg har også høy holdbarhet med mindre risiko for å flasse av overflater.Holdbarheten til overflatene kombinert med de antimikrobielle aktivitetene og miljøresponsen til nano-ZnO-partiklene gir forbedringer av potensialet deres for praktiske anvendelser i en rekke miljøer og bransjer. Potensielle bruksområderDenne forskningen viser et enormt potensial for kontroll av fremtidige utbrudd og stoppe overføring av HPAI i helsevesenet.Det er også potensiale for deres bruk i næringsmiddelindustrien for å gi antimikrobiell emballasje og fibre, og forbedre kvaliteten og holdbarheten til matvarer i fremtiden.Selv om denne forskningen fortsatt er i sin spede begynnelse, vil den uten tvil snart bevege seg ut av laboratoriet og inn i den kommersielle sfæren.
Innleggstid: 10. november 2021