Trang chủ Kiến thứcDệt may Vải PET nano bạc kháng khuẩn

Vải PET nano bạc kháng khuẩn

Nano Việt
Xuất bản: Cập nhật 427 views

Vải polyethylene terephthalate (PET) dệt nano bạc kháng khuẩn đã được điều chế theo quy trình ba bước. Đầu tiên, các loại vải được xử lý trước bằng cách lắng đọng một màng mỏng organosilicon sử dụng hệ thống plasma áp suất khí quyển, sau đó các hạt nano bạc (AgNP) được đưa vào vải bằng quy trình nhúng khô và nhúng cuối cùng. Các hạt nano giống nhau được bao phủ trong một lớp organosilicon 10-50 nm thứ hai, hoạt động như một lớp phân tách.

Hoạt tính kháng khuẩn của các loại vải đã qua xử lý cũng được kiểm tra bằng cách sử dụng P. aeruginosa, S. aureus và C. albicans. Nó cho thấy rằng độ dày của lớp ngăn có ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc khử vi khuẩn của vải. Độ bền và độ ổn định của AgNPs trên vải cũng được nghiên cứu trong quá trình giặt. Bằng cách đó,  chứng tỏ rằng lớp rào cản có thể ngăn chặn hiệu quả sự giải phóng AgNPs và độ dày của lớp chắn silicon là một thông số quan trọng để kiểm soát sự giải phóng các ion bạc.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

1. Giới thiệu

Polyethylene terephthalate không dệt (PET) đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng do các đặc tính nổi bật của nó như độ bền cơ học tuyệt vời và độ ổn định hóa học tốt. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, vải PET đã được chú ý rất nhiều để đạt được hiệu quả đa chức năng hơn, đặc biệt là trong lĩnh vực y tế và vệ sinh.

Vì mục đích này, vải PET được xử lý bằng chất kháng khuẩn đã được nghiên cứu rộng rãi và kết quả cho thấy khả năng ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật gây bệnh, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm, tảo, v.v. Các chất kháng khuẩn khác nhau (bạc, đồng, muối kim loại, hợp chất amoni bậc bốn, polyhexamethylene biguanide, triclosan biopolymer chitosan, N-halamine, v.v.) trên vải dệt. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

Đặc biệt khi dịch Covid 19 lan rộng khắp thế giới, lấy đi sinh mạng của hàng triệu người thì việc sản xuất khẩu trang từ vải không dệt kháng khuẩn để kiểm soát dịch càng được quan tâm.

Trong số các chất kháng khuẩn được đề cập ở trên, bạc đã được sử dụng rộng rãi do hoạt tính kháng khuẩn rộng và độc tính thấp đối với tế bào động vật có vú. Việc giải phóng các ion bạc được cho là lý do chính cho đặc tính kháng khuẩn của nó. Bạc ion hóa có hoạt tính cao, vì nó liên kết với protein mô và gây ra những thay đổi cấu trúc đối với thành tế bào vi khuẩn và màng nhân dẫn đến biến dạng và chết tế bào.

Do kích thước nhỏ của chúng, các hạt nano bạc (AgNPs) đã nổi lên như một thế hệ chất kháng khuẩn mới với các đặc tính độc đáo cho các ứng dụng y tế đa dạng. Bằng cách cố định AgNPs trên vật liệu nền hoàn toàn có thể tránh được việc giải phóng các hạt nano bạc trong các ứng dụng thực tế và chỉ có thể đạt được sự giải phóng có kiểm soát của các ion bạc.

Trong nghiên cứu này, sản phẩm không dệt PET có đặc tính kháng khuẩn sẽ được sản xuất bằng cách cố định chắc chắn các hạt nano bạc qua một lớp màng hữu cơ kép lắng đọng trong huyết tương. Quá trình này được thực hiện theo quy trình ba bước như trong Hình 1. Lúc đầu, một màng mỏng organosilicon được lắng đọng trên bề mặt vải bởi một hệ thống lắng đọng tia plasma.

Lớp đầu tiên này, được gọi là “lớp dự trữ” xuyên qua giấy, được sử dụng để cố định bạc và kiểm soát độ bám dính của các hạt nano bạc với sợi PET. Sau đó, vải được nhúng vào một hệ thống treo nano để kết hợp với bạc, và màu của vải chuyển từ trắng sang xám (Hình 2). Trong bước cuối cùng của quy trình, màng organosilicon thứ hai được lắng đọng bằng hệ thống phản lực plasma.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

Để hiểu rõ hơn về các khả năng của quy trình được đề xuất, thành phần hóa học và hình thái học của các loại vải được bổ sung bạc nano sẽ được đặc trưng bởi quang phổ quang điện tử tia X (XPS) và kính hiển vi điện tử, phần tử quét (SEM). Hoạt tính kháng khuẩn của các mẫu cũng sẽ được kiểm tra chống lại ba vi sinh vật gây bệnh phổ biến là Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Staphylococcus aureus (S. aureus) và Candida albicans (C. albicans). Hiệu quả kháng khuẩn của các loại vải được xử lý trong các thí nghiệm tải trọng tĩnh và cơ học được chứng minh bằng cách giặt sẽ được phân tích và thảo luận chi tiết.

2. Kết quả và thảo luận về phương pháp sản xuất vải kháng khuẩn nano bạc

2.1. Plasma trên vải PET không dệt

Quá trình trùng hợp plasma có khả năng tạo ra các lớp siêu mỏng, giống như polyme với cấu trúc xác định, đều đặn trên bề mặt trên cùng của vật liệu phẳng. Tuy nhiên, trong công việc này, vật liệu xốp không dệt tiếp xúc với quá trình trùng hợp plasma. Do đó, việc nghiên cứu hiệu quả thâm nhập của quá trình trùng hợp huyết tương qua sản phẩm không dệt PET sau khi lắng đọng lớp organosilicon đầu tiên là rất quan trọng. Với mục đích này, các mẫu PET polyme hóa huyết tương được kiểm tra bằng XPS ở hai mặt: mặt trên tiếp xúc trực tiếp với huyết tương và mặt dưới tiếp xúc gần với giá đỡ mẫu.

Thành phần nguyên tử của sản phẩm không dệt PET chưa xử lý và đã xử lý bằng huyết tương được xác định bằng cách sử dụng XPS và được thể hiện trong Bảng 1. Vải thô bao gồm 73,4% carbon và 26,6% oxy. Đối với các mẫu sau khi trùng hợp plasma, bề mặt trên và dưới đều thể hiện thành phần giống nhau: cacbon, oxy và silic. Đáng chú ý là nồng độ của các nguyên tố ở hai bên gần như giống hệt nhau. Do đó, plasma thâm nhập rõ ràng vào cấu trúc của vải và có thể đạt được sự lắng đọng plasma trong khối lượng của vải không dệt cũng như ở mặt dưới của vải. Điều này có thể được giải thích bởi sự chuyển giao hiệu quả của các plasmas hoạt động nhờ dòng khí thẳng đứng dọc theo tia plasma.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

Hình 3 cho thấy phổ C1s và Si2p của vải thô và mặt trên / mặt dưới của sản phẩm không dệt PET được xử lý plasma. Các phổ XPS có độ phân giải cao này có thể được sử dụng để phân tích trạng thái hóa học của các nguyên tố hiện diện trên bề mặt. Như trong hình 3 (a), mặt cắt ngang của đỉnh C1 một mặt cho thấy sự khác biệt giữa vải thô và vải đã qua xử lý, mặt khác là sự hiện diện của các liên kết hoàn toàn khác nhau trên bề mặt của quá trình trùng hợp plasma. Phổ C1s của vải PET ban đầu có thể được phân hủy thành ba thành phần: một ở 285,0 ± 0,1 eV do liên kết CC hoặc CH, một ở 286,5 ± 0,1 eV do liên kết CC hoặc CH. CO và một thành phần ở 289,1 ± 0,1 eV do liên kết OC = O.

Ngược lại, phổ C1s của các mẫu được xử lý plasma có cấu trúc hoàn toàn khác: các bề mặt này không còn chứa các liên kết OC = O ở 289,1 eV mà chứa một đỉnh nhỏ ở 283,1 eV cho thấy sự hiện diện của các liên kết Si-C. Do đó, các phổ C1s này chỉ ra rằng bề mặt vải đã được bao phủ bởi một lớp organosilicon do quá trình trùng hợp plasma. Hình 3 (b), vải thô không chứa bất kỳ đỉnh Si2p nào.

Tuy nhiên, đỉnh này xuất hiện đối với các mẫu đã polyme hóa huyết tương một lần nữa cho thấy sự lắng đọng thành công của màng organosilicon trên vải PET. Phổ Si2p trong hình 3 (b) có thể được tách thành 4 thành phần: một ở 105.eV ± 0,1 eV do (CH3) 3 SiO, một ở 102,2 ± 0,1 eV do (CH 3) 2 SiO 2, một thành phần ở 102,8 ± 0,1 eV do CH 3 SiO 3 và một thành phần ở 103,4 ± 0,1 eV do SiO 4. 25 Bắt đầu từ TMDSO tinh khiết, người ta có thể mong đợi chỉ quan sát được cực đại ở 102,2 eV nhưng do sự bổ sung nhỏ của oxy trong khí phóng, một hỗn hợp các liên kết silicon khác nhau có trong các màng lắng plasma.

Cũng cần lưu ý rằng phổ C1s và Si2p của bề mặt trên và dưới của vải được xử lý plasma có cấu hình gần như giống nhau xác nhận thành phần hóa học đồng nhất của cặn trong suốt vải PET.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

2.2. Hóa học và hình thái của vật liệu được xử lý ở các bước quy trình khác nhau

Theo chúng tôi, hiệu ứng này là do bề mặt vật cản bị triệt tiêu tín hiệu bạc. Ai cũng biết rằng XPS có thể được sử dụng để nghiên cứu hóa học của 10 nm trên cùng của bề mặt. Do đó, người ta có thể mong đợi không có nồng độ bạc được phát hiện khi chất phân tách 10 nm hoặc 50 nm được đặt trên đầu AgNPs.

Tuy nhiên, trong Bảng 2, một lượng nhỏ bạc vẫn còn trên các mẫu có các lớp chắn phía trên. Hiệu ứng này có thể là do sự hiện diện của các vết nứt, khoảng trống hoặc các lớp phủ mỏng trên các điểm tích hợp của nano bạc.

Trong quá trình nhúng và làm khô, nồng độ silic giảm từ 21,6% xuống 15,2% do sự kết hợp của bạc nano. Với sự lắng đọng của một lớp rào cản 10 nm, nồng độ Si phục hồi đến 19,9%. Giá trị này thấp hơn giá trị của màng organosilicon ban đầu (21,6%), điều này cho thấy rằng bề mặt của AgNP không được bao phủ hoàn toàn bởi màng organosilicon 10 nm và một số khuyết tật xuất hiện trong lớp màng mỏng. Tăng độ dày lớp chắn lên 50 nm làm tăng tỷ lệ phần trăm silic lên 21,1%, gần với giá trị ban đầu do giảm các khuyết tật đó.

Tương ứng, độ dày của rào cản sẽ là một thông số quan trọng trong việc kiểm soát hiệu suất lớp phủ và giải phóng bạc thông qua các điểm không hoàn hảo. 6%) cho thấy bề mặt của các tấm nano bạc không được bao phủ hoàn toàn bởi màng organosilicon 10 nm và một số vùng không hoàn hảo có trong lớp chắn mỏng.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

Phân tích tổng hợp nano bạc trên sợi PET được thực hiện với SEM. Hình 4 cho thấy hình thái bề mặt của các mẫu ở các bước chế tạo khác nhau: (a) vải PET thô, (b) lắng đọng của lớp dự trữ; (c) kết hợp các AgNP; (d) rào cản lắng đọng (50 nm). Dữ liệu SEM với hai độ phóng đại khác nhau, tức là × 1000 và × 10000, lần lượt được trình bày ở bên trái và bên phải. Vải PET thô bao gồm các sợi có đường kính trung bình khoảng 10 μm với bề mặt nhẵn như trong Hình 4 (a).

Sau khi được xử lý bằng quy trình lắng đọng huyết tương đầu tiên (Hình 4 (b)), bề mặt của các sợi PET được bao phủ hoàn toàn bởi một lớp phim. Hình 4 (c) được thực hiện sau bước nhúng và làm khô. Độ phóng đại của bề mặt cho thấy sự kết hợp thành công của các hạt bạc trên các sợi có đường kính vài chục nanomet. Sự thay đổi mạnh mẽ của hình thái bề mặt được quan sát sau khi lắng đọng lớp rào cản. Bề mặt của các sợi PET trong Hình 4 (d) mịn hơn, điều này cho thấy sự bao phủ của các hạt được kết hợp bởi một lớp phim mới.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

2.4. Tác dụng kháng khuẩn của vật liệu PET đã qua xử lý bằng nano bạc

Để kiểm tra hiệu quả kháng khuẩn của vải PET, các sinh vật thử nghiệm sau đây đã được sử dụng: Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) ATCC 9027, Staphylococcus aureus (S. aureus) Mu50 và Candida albicans (C. albicans) SC5314, tương ứng với một gram dương vi khuẩn, vi khuẩn gram âm và nấm tương ứng. Nhiễm P. aeruginosa là một vấn đề nghiêm trọng ở những bệnh nhân nhập viện vì ung thư, xơ nang và bỏng; với tỷ lệ tử vong cao. 26 P. aeruginosa kháng nhiều loại kháng sinh một cách tự nhiên. S. aureus là một vi sinh vật gây bệnh gây ra nhiều bệnh như hội chứng sốc nhiễm độc, tổn thương bề mặt da, nhiễm trùng vùng sâu và là nguyên nhân hàng đầu gây nhiễm trùng bệnh viện (bệnh viện) vết thương phẫu thuật 26

Hơn nữa, nó có khả năng chống lại một số lượng lớn các chất kháng khuẩn. 27 C. albicans là nguyên nhân phổ biến nhất của các bệnh nhiễm trùng nấm cơ hội và nó có thể gây ra các bệnh nhiễm trùng từ nhiễm trùng da nông đến nhiễm trùng toàn thân đe dọa tính mạng. 28 Vì cả ba vi sinh vật đều được coi là mầm bệnh tiềm ẩn phổ biến đối với các bệnh nhiễm trùng, ba vi sinh vật trên được lựa chọn để đánh giá tác dụng kháng khuẩn trong nghiên cứu này.

Phần trăm giảm sinh vật R biểu thị năng suất sinh học do tiếp xúc với mẫu được xác định theo công thức sau:
R (%) = [(B-A) / B] * 100
trong đó A là CFU trên mililit đối với môi trường có chất nền được xử lý sau khi ủ và B là CFU trên mililit của môi trường với mẫu đối chứng sau khi ủ. Các mẫu đối chứng trong phần này tương ứng với các mẫu có sự lắng đọng của lớp phim đầu tiên.

Tất cả các loại vải PET đã qua xử lý đều cho thấy hiệu quả cao hơn đối với S. aureus và chống lại P. aeruginosa, điều này phù hợp với kết quả trên trang phục có chứa bạc bán trên thị trường. 29 Các mẫu có AgNPs nhưng không có thiết bị phân tách cho thấy mức giảm cao nhất trên 90% S. aureus và C. albicans và 80% P. aeruginosa. Sự hiện diện của một lớp rào cản làm giảm hiệu quả kháng khuẩn xuống gần 50% trong trường hợp lớp rào cản 50 nm. Tác động mạnh như vậy của lớp rào cản có thể liên quan đến cách AgNPs phát huy tác dụng kháng khuẩn.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

Hiện tại, cơ chế chính xác của hoạt động kháng khuẩn của nano bạc vẫn chưa rõ ràng. Sự giải phóng các ion bạc được cho là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng này. Sự sao chép DNA cũng có thể bị bất hoạt do tương tác với các ion bạc, theo đề xuất của Thiel và Jung. 31, 32 Ai cũng biết rằng các hạt nano bạc có thể bị ôxy hóa sau khi tiếp xúc với nước xung quanh, ở bề mặt phân cách vật chất – chất lỏng hoặc sau khi chất nền polyme hấp thụ nước. Điều này dẫn đến việc tạo ra các ion bạc, chúng khuếch tán vào môi trường chất lỏng qua màng chắn, như thể hiện trong Hình 6.

Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn

Trong trường hợp này, sự giải phóng Ag + chỉ có thể xảy ra thông qua các vết nứt và khoảng trống nhỏ trong lớp chắn như đã trình bày trong nghiên cứu trước 33. Hơn nữa, độ dày của lớp rào cản ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả kháng khuẩn, điều này trái ngược với công trình của L. Polux et al.
Ngoài việc kiểm soát tác dụng chống vi khuẩn thông qua sự lắng đọng của lớp phủ, điều quan trọng đối với các ứng dụng là tránh bất kỳ sự giải phóng nano nào trong suốt tuổi thọ của vật liệu dệt hoặc dưới ứng suất cơ học. Xảy ra trong quá trình mặc quần áo và giặt giũ. Do đó, hiệu quả của các mẫu PET được sản xuất dưới ứng suất cơ học sẽ được xem xét chi tiết trong phần sau.

2.4. Tác dụng kháng khuẩn dưới áp suất cơ học

 Để có những tác động độc hại đó, các hạt nano bạc phải xuyên qua màng và phản ứng với các bào quan, chẳng hạn như ty thể. Theo cách tiếp cận của chúng tôi, các hạt nano bạc cố định bên trong lớp phủ sẽ ức chế các phản ứng của hạt nano tế bào và có thể tránh được các tác động nội bào hơn nữa.
Do đó, chúng tôi kỳ vọng rằng độc tính tế bào của các hạt nano bạc trong màng nanocompozit sẽ được giảm bớt. Trong phần này, độ bền của AgNP kết hợp trong vật liệu được đánh giá thông qua thử nghiệm rửa mẫu sau 1, 3, các chu kỳ rửa 5 và 10, mỗi chu kỳ trong 40 phút trong 200 ml nước khử ion. Tất cả các mẫu được làm khô sau khi rửa trong chân không trước khi phân tích. Hình 7 cho thấy nồng độ bạc trên bề mặt trên cùng của ba mẫu khác nhau sau nhiều chu kỳ rửa. Nồng độ thể hiện trong Hình 7 là giá trị trung bình của 9 vị trí khác nhau trên mỗi mẫu. Đối với các mẫu không có màng chắn, nồng độ bạc dao động đột ngột theo chu kỳ rửa. Thực tế thú vị là nồng độ cho thấy sự gia tăng đều đặn hơn 3% trong 3 chu kỳ giặt đầu tiên. Các lần rửa tiếp theo làm giảm nồng độ bạc xuống còn khoảng 1,3% và 0,4% sau 5 và 10 chu kỳ rửa, tương ứng.
Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn
Hiệu ứng khi bắt đầu giặt có thể được giải thích bằng cách nới lỏng các sợi trong cấu trúc không dệt và nhanh chóng giải hấp các phần tử hấp thụ vật lý khi chúng di chuyển từ phần lớn vật liệu lên bề mặt. Tương ứng, sự gia tăng tín hiệu Ag trong phân tích XPS đối với vật liệu không được che chắn là do giải phóng nano bạc tự do. Việc giảm nồng độ bạc trong các chu kỳ rửa sau là do các hạt nano trên bề mặt sợi bị mất đi sự hấp thụ và phân tán trong nước. Trong các mẫu không được sàng lọc, bạc thể hiện động học giải phóng không đồng đều ở 5 chu kỳ rửa đầu tiên.
Điều này khẳng định khả năng khử hấp thụ và tách AgNPs khỏi loại vải này. Đối với các mẫu có lớp chắn 10 nm và 50 nm, nồng độ bạc trên bề mặt cho thấy sự dao động hầu như không đáng kể đối với tất cả các chu kỳ rửa. Kết luận này thể hiện rõ ràng quan điểm của chúng tôi về việc sử dụng các lớp rào cản để ngăn chặn bất kỳ sự giải phóng AgNP nào khỏi ma trận.
Theo kết quả XPS trong Hình 8, điều này là do lượng AgNP trên bề mặt của các mẫu cao hơn. Sự hấp phụ vật lý lỏng lẻo này của AgNPs thậm chí có thể tạo ra sự xâm nhập của AgNPs vào huyền phù vi khuẩn và dẫn đến hiệu quả kháng khuẩn rất cao. Tuy nhiên, hiệu ứng này luôn phải được loại bỏ trong bất kỳ ứng dụng nào. Hơn nữa, sau 5 lần giặt, hoạt tính kháng khuẩn giảm đáng kể do mất nhiều nano bạc. Đối với các mẫu có lớp cản (10 nm là vạch xanh và 50 nm là vạch hồng), hoạt tính kháng khuẩn được duy trì ở mức không đổi và phù hợp với kết quả XPS, điều này khẳng định tính ổn định. xác định liên kết của dây nano bạc và ảnh hưởng tích cực của lớp chắn.
Sản xuất vải nano bạc PET chống khuẩn
Dự kiến rằng các mẫu có nồng độ bạc tương đương sẽ có hoạt tính kháng khuẩn tương tự. Tuy nhiên, điều này không phải luôn luôn đúng như quan sát thấy đối với các mẫu sau khi rửa thử nghiệm. Theo phân tích XPS (Hình 7), có 0,4% và 0,5% Ag trên các mẫu không có rào cản và các mẫu có rào cản 50 nm sau 10 chu kỳ rửa tương ứng. Tuy nhiên, như trong Hình 8, khả năng diệt khuẩn đối với ba vi sinh vật của mẫu không được sàng lọc (thanh màu cam) cao hơn so với mẫu có rào cản 50 nm (thanh màu hồng). Theo chúng tôi, hiện tượng này có thể được giải thích là do tác dụng của lớp màng ngăn cản quá trình oxy hóa nano bạc trong môi trường lỏng và giải phóng các ion bạc. Đối với mẫu không có thiết bị phân tách sau 10 chu kỳ rửa, tất cả AgNP trên bề mặt tiếp xúc trực tiếp với môi trường và bị ảnh hưởng bởi quá trình oxy hóa trong quá trình rửa dẫn đến giải phóng nhiều ion bạc.
Trong khi đối với mẫu có rào cản 50 nm sau 10 chu kỳ rửa, các kênh giải phóng bị giới hạn ở các vết nứt và khoảng trống trên màng chắn. Do đó, ngay cả với nồng độ bạc tương đương trên bề mặt đối với hai mẫu đó, khả năng nhiễm khuẩn vẫn thấp hơn đối với mẫu có lớp rào cản 50 nm. Tóm lại, độ dày lớp rào cản phải nhỏ hơn 50 nm nếu yêu cầu mức hiệu quả kháng khuẩn cao đối với các mẫu.
Tóm lại, vải PET nano bạc kháng khuẩn được điều chế thông qua quy trình ba bước dựa trên quá trình lắng đọng plasma áp suất khí quyển. Nó đã được tiết lộ rằng plasma có thể thâm nhập qua cấu trúc vải không dệt và có thể đạt được sự lắng đọng hai mặt đồng nhất. Nano bạc được nhúng giữa hai lớp phim organosilicon: lớp phòng (lớp thứ nhất) và lớp chắn (lớp thứ hai). Sự thay đổi độ dày lớp chắn được đề xuất như một phương pháp chính xác mới để kiểm soát sự giải phóng các ion bạc và hoạt động kháng khuẩn của chất nền. Kết quả SEM và XPS cho thấy AgNPs có thể được phân phối đồng đều trong vật liệu PET.

3. Phương pháp sản xuất vải kháng khuẩn nano bạc

3.1. Hệ thống lắng đọng chùm tia plasma

Chùm tia plasma bao gồm một chốt và một điện cực lưới đặt trong một ống thạch anh như được mô tả ở những nơi khác. 35 Các nghiên cứu dựa trên quang phổ phát xạ cho thấy plasma nitơ chứa nhiều trạng thái kích thích của phân tử nitơ (N 2 (A 3 Σ, B 3 Π, C 3 Π)) và các loại nitơ ion hóa (N 2 + (B 2 Σ u, X 2) Σ g)).
Một tia plasma được tạo ra ở N 2 (7000 sccm) với sự trộn lẫn của O 2 (20 sccm) và tetramethyldisiloxan (TMDSO, Sigma Aldrich) làm tiền chất organosilicon được sử dụng để lắng đọng. 33, 36 Nền PET được đặt cách vòi phun 10mm, nơi nhiệt độ khí được giảm xuống 310 K, điều này rất quan trọng đối với sản phẩm không dệt PET. Đầu plasma được gắn trên một cánh tay robot (Stepcraft 300, Đức) để điều trị quy mô lớn. Tính đồng nhất của quá trình quét đối với sự lắng đọng diện tích lớn đã được xác nhận bằng cách sử dụng các tấm silicon làm chất nền.

3.2. Chuẩn bị vải PET nano bạc

Vải PET không dệt nano bạc được chuẩn bị theo quy trình ba bước. Vải PET không dệt (DuPont, Tây Ban Nha) được cắt thành khổ 3 cm x 3 cm trước khi định hình bạc. Lúc đầu, một màng mỏng organosilicon được lắng đọng trên bề mặt vải bằng hệ thống lắng đọng plasma. Lớp 70 nm này được sử dụng như một lớp dự trữ để cố định bạc và kiểm soát sự kết dính của các hạt nano bạc với sợi PET. Độ dày của các lớp bảo vệ và hàng rào trong công trình này được xác định trong một tập hợp các thí nghiệm độc lập trên tấm silicon như nó đã được mô tả trong công trình trước đây của chúng tôi.
Trong các bước tiếp theo, các mẫu có lớp plasma polyme hóa phía trên được nhúng vào huyền phù của nano bạc trong etanol và được nâng lên đến khô. Các hạt nano bạc (SSNANO, Hoa Kỳ) có kích thước 20 nm với độ tinh khiết 99,95% (cơ sở kim loại vết) đã được sử dụng trong suốt các thí nghiệm như đã mua. Màu của vải chuyển từ trắng sang xám sau khi kết hợp AgNPs. Trong bước cuối cùng của quy trình, màng organosilicon thứ hai được lắng đọng bằng hệ thống phản lực plasma. Lớp thứ hai này được sử dụng như một rào cản để ngăn chặn sự giải phóng AgNPs. Hai độ dày màng khác nhau (10 và 50 nm) sẽ được thử nghiệm trong nghiên cứu này.

3.3. Đặc tính bề mặt của vải PET nano bạc

Hóa chất bề mặt của vải PET được xác định bằng quang phổ quang điện tử tia X (XPS) trên hệ thống Versaprobe II (Điện tử vật lý (PHI), Hoa Kỳ) được trang bị nguồn tia X đơn sắc AlAl K α (hν = 1486,6 eV) hoạt động tại 23,3 W. Áp suất trong buồng phân tích được duy trì dưới 10 -6 Pa trong quá trình phân tích và các quang điện tử do máy phân tích bán cầu phát hiện được đặt ở góc 45 ° so với pháp tuyến so với bề mặt mẫu.
Bản quét khảo sát và bản quét độ phân giải cao riêng lẻ (C1s, O1s và Si2p) được ghi lại với năng lượng truyền tương ứng là 117,4 eV và 23,5 eV. Các hạt hiện diện trên bề mặt PET được xác định từ quét khảo sát XPS, được thực hiện trên 3 khu vực phân tích khác nhau (200 μm x 600 μm) cho mỗi mẫu. Các yếu tố kết quả được định lượng bằng phần mềm Multipak sử dụng nền tảng Shirley và áp dụng các hệ số độ nhạy tương đối do nhà sản xuất thiết bị XPS cung cấp.

3.4. Hiệu quả kháng khuẩn của vải PET nano bạc

Trước khi thử nghiệm, tất cả các mẫu đã được khử trùng bằng cách tiếp xúc với tia cực tím trong 30 phút. Các vi sinh vật được nuôi cấy trên thạch đậu nành Tryptic (TSA) (Oxoid, Drongen, Bỉ) (P. aeruginosa và S. aureus) hoặc thạch Sabouraud (Sab) (BD, Franklin Lakes, NJ) (C. albicans) trong điều kiện hiếu khí tại 37 ° C. Sử dụng kẹp vô trùng, các mẫu được đặt vào các giếng của đĩa microtiter 24 giếng và sau đó là 1 ml huyền phù tế bào, chứa khoảng. 10 4 đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU) / ml đã được thêm vào. Các tấm được ủ trong 24 giờ ở 37 ° C.
Sau khi ủ, các mẫu được chuyển vào 10 ml NaCl 0,9% (w / v) và trải qua ba chu kỳ trộn xoáy 30 s và 30 s sonication. Pha loãng nối tiếp mười lần được thực hiện trong 0,9% (w / v) NaCl và số lượng CFU được xác định bằng cách đếm đĩa. Để đạt được mục đích này, một ml mỗi chất pha loãng được mạ trên TSA hoặc Sab và các đĩa này được ủ ở 37 ° C trong 48 giờ.

Related Posts

Trang web này sử dụng cookie để cải thiện trải nghiệm của bạn. Chúng tôi sẽ cho rằng bạn đồng ý với điều này, nhưng bạn có thể chọn không tham gia nếu muốn. Chấp nhận Đọc thêm

error: Content is protected !!
0907 771 622