Вплив синтезованих удосконаленим методом наночастинок ZnO на антибактеріальні властивості бавовняних текстильних матеріалів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.297066

Ключові слова:

наночастинки ZnO, метод осадження, морфологічна структура, EDX, антибактеріальна активність

Анотація

Об’єкт дослідження – надання антимікробних властивостей текстильним матеріалам із природних волокон та їх сумішей.

Дослідження спрямоване на вирішення проблеми забезпечення пролонгованої антимікробної дії бавовняновмісних тканин.

Запропоновано застосування наночастинок ZnO, синтезованих простим ресурсозберігаючим методом, у складі полімерно-колоїдних опоряджувальних композицій для заключної обробки тканин. Ефективність використання синтезованого ZnO для надання стійких антибактеріальних властивостей бавовняним тканинам оцінено шляхом дослідження морфології, хімічного складу і бактерицидної активності наночастинок.

Наночастинки ZnO синтезовані методом прямого осадження при низьких температурах за короткий час у водному розчині з використанням цинку ацетату дигідрату і натрію гідроксиду. Середній розмір кристалітів, розрахований за методом Шеррера, становить 28 нм. Ступінь кристалічності за даними рентгенограми складає 93 %.

Методом скануючої електронної мікроскопії встановлено утворення однорідних за розміром наночастинок у формі коротких стрижнів і підтверджено успішно синтезовану фазу ZnO у гексагональній структурі вюрциту. Хімічна чистота кристалічного матеріалу доведена за допомогою енергодисперсійного аналізу. Атомні відсотки вмісту елементів становлять 47,6 % і 52,4 % для Zn і O відповідно. Дослідження зони інгібування навколо дисків тканин, оброблених ZnO, показало їх високу бактерицидну активність проти мікрофлори повітря та грамнегативної бактерії P. aeruginosa. Встановлено, що застосування ZnO у складі полімерно-колоїдної системи на основі акрилового полімеру забезпечує стійкість бактерицидної обробки до прання.

Отримані наукові результати мають практичне значення для вдосконалення типового технологічного процесу опорядження бавовняних текстильних матеріалів

Біографії авторів

Тетяна Сергіївна Асаулюк, Херсонський національний технічний університет

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний сектор

Ольга Яківна Cемешко, Херсонський національний технічний університет

Доктор технічних наук

Кафедра хімічних технологій, експертизи та безпеки харчової продукції

Юлія Георгіївна Сарібєкова, Херсонський національний технічний університет

Доктор технічних наук, професор

Науково-дослідний сектор

Ірина Миколаївна Куліш, Херсонський національний технічний університет

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний сектор

Ігор Володимирович Горохов, Херсонський національний технічний університет

Науково-дослідний сектор

Посилання

  1. Gutarowska, B., Michalski, A. (2012). Microbial Degradation of Woven Fabrics and Protection Against Biodegradation. Woven Fabrics. https://doi.org/10.5772/38412
  2. Brar, S. K., Verma, M., Tyagi, R. D., Surampalli, R. Y. (2010). Engineered nanoparticles in wastewater and wastewater sludge – Evidence and impacts. Waste Management, 30 (3), 504–520. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.10.012
  3. Shahidi, S., Wiener, J. (2012). Antibacterial Agents in Textile Industry. Antimicrobial Agents. https://doi.org/10.5772/46246
  4. Reshma, A., Brindha Priyadarisini, V., Amutha, K. (2018). Sustainable antimicrobial finishing of fabrics using natural bioactive agents - a review. International Journal of Life Science and Pharma Research, 8 (4), 10–20. https://doi.org/10.22376/ijpbs/lpr.2018.8.4.l10-20
  5. Sadeghi-Kiakhani, M., Safapour, S. (2016). Improvement of dyeing and antimicrobial properties of nylon fabrics modified using chitosan-poly(propylene imine) dendreimer hybrid. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 33, 170–177. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2015.09.034
  6. Arif, D., Niazi, M. B. K., Ul-Haq, N., Anwar, M. N., Hashmi, E. (2015). Preparation of antibacterial cotton fabric using chitosan-silver nanoparticles. Fibers and Polymers, 16 (7), 1519–1526. https://doi.org/10.1007/s12221-015-5245-6
  7. Vigneshwaran, N., Arputharaj, A. (2020). Functional Finishing of Cotton Textiles Using Nanomaterials. Advances in Functional Finishing of Textiles, 43–56. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3669-4_2
  8. Li, G. R., Hu, T., Pan, G. L., Yan, T. Y., Gao, X. P., Zhu, H. Y. (2008). Morphology−Function Relationship of ZnO: Polar Planes, Oxygen Vacancies, and Activity. The Journal of Physical Chemistry C, 112 (31), 11859–11864. https://doi.org/10.1021/jp8038626
  9. Harun, N. H., Mydin, R. B. S. M. N., Sreekantan, S., Saharudin, K. A., Ling, K. Y., Basiron, N. et al. (2018). Shape-Dependent Antibacterial Activity against Staphylococcus aureus of Zinc Oxide Nanoparticles. Malaysian Journal of Medicine and Health Sciences, 14, 141–146. Available at: https://medic.upm.edu.my/upload/dokumen/2018121315303524_MJMHS_SUPP_2018.pdf
  10. Kołodziejczak-Radzimska, A., Jesionowski, T. (2014). Zinc Oxide—From Synthesis to Application: A Review. Materials, 7 (4), 2833–2881. https://doi.org/10.3390/ma7042833
  11. Raha, S., Ahmaruzzaman, Md. (2022). ZnO nanostructured materials and their potential applications: progress, challenges and perspectives. Nanoscale Advances, 4 (8), 1868–1925. https://doi.org/10.1039/d1na00880c
  12. Hu, R., Yang, J., Yang, P., Wu, Z., Xiao, H., Liu, Y., Lu, M. (2020). Fabrication of ZnO@Cotton fabric with anti-bacterial and radiation barrier properties using an economical and environmentally friendly method. Cellulose, 27 (5), 2901–2911. https://doi.org/10.1007/s10570-019-02965-1
  13. Abramov, O. V., Gedanken, A., Koltypin, Y., Perkas, N., Perelshtein, I., Joyce, E., Mason, T. J. (2009). Pilot scale sonochemical coating of nanoparticles onto textiles to produce biocidal fabrics. Surface and Coatings Technology, 204 (5), 718–722. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2009.09.030
  14. Asaulyuk, T., Saribyekova, Y., Semeshko, O., Kulish, I. (2023). Study of the effect of precursors on the structural characteristics of synthetized ZnO nanoparticles. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences, 1 (2 (319)), 15–19. https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-319-1-15-19
  15. Kasahun, M., Yadate, A., Belay, A., Belay, Z., Ramalingam, M. (2020). Antimicrobial Activity of Chemical, Thermal and Green Route-Derived Zinc Oxide Nanoparticles: A Comparative Analysis. Nano Biomedicine and Engineering, 12 (1). https://doi.org/10.5101/nbe.v12i1.p47-56
  16. Romadhan, M. F., Suyatma, N. E., Taqi, F. M. (2018). Synthesis of ZnO Nanoparticles by Precipitation Method with Their Antibacterial Effect. Indonesian Journal of Chemistry, 16 (2), 117. https://doi.org/10.22146/ijc.21153
  17. Wang, Z., Li, H., Tang, F., Ma, J., Zhou, X. (2018). A Facile Approach for the Preparation of Nano-size Zinc Oxide in Water/Glycerol with Extremely Concentrated Zinc Sources. Nanoscale Research Letters, 13 (1). https://doi.org/10.1186/s11671-018-2616-0
  18. Ramadan, M. A., Nassar, S. H., Montaser, A. S., ElKhatib, E. M., Abdel-Aziz, M. S. (2016). Synthesis of Nano-sized Zinc Oxide and Its Application for Cellulosic Textiles. Egyptian Journal of Chemistry, 59 (4), 523–535. https://doi.org/10.21608/ejchem.2016.1412
  19. Wang, B., Zhang, Y., Mao, Z., Yu, D., Gao, C. (2014). Toxicity of ZnO Nanoparticles to Macrophages Due to Cell Uptake and Intracellular Release of Zinc Ions. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 14 (8), 5688–5696. https://doi.org/10.1166/jnn.2014.8876
Вплив синтезованих удосконаленим методом наночастинок ZnO на антибактеріальні властивості бавовняних текстильних матеріалів

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Асаулюк, Т. С., Cемешко О. Я., Сарібєкова, Ю. Г., Куліш, І. М., & Горохов, І. В. (2024). Вплив синтезованих удосконаленим методом наночастинок ZnO на антибактеріальні властивості бавовняних текстильних матеріалів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12 (127), 27–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.297066

Номер

Том 1 № 12 (127) (2024): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Tatyana Asaulyuk, Olga Semeshko, Yuliya Saribyekova, Irina Kulish, Ihor Horokhov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.