Антимикробни полиурейни покрития с частици нано-цинков оксид, легирани с редкоземни елементи
източник: AZO MATERIALS Пандемията от Covid-19 демонстрира спешната нужда от антивирусни и антимикробни покрития за повърхности в обществени пространства и здравни среди.Скорошно изследване, публикувано през октомври 2021 г. в списанието Microbial Biotechnology, демонстрира бърз препарат с добавка на нано-цинков оксид за полиурейни покрития, който се стреми да се справи с този проблем. Нуждата от хигиенни повърхности Както се вижда от множество огнища на заразни болести, повърхностите са източник на патогени предаване.Належащата нужда от бързи, ефективни и нетоксични химикали и антимикробни и антивирусни повърхностни покрития стимулира иновативните изследвания в областта на биотехнологиите, индустриалната химия и материалознанието. Повърхностните покрития с антивирусно и антимикробно действие могат да намалят риска от предаване на вируси и убива биоструктури и микроорганизми при контакт.Те възпрепятстват растежа на микроорганизмите чрез разрушаване на клетъчната мембрана.Те също така подобряват свойствата на повърхността, като устойчивост на корозия и издръжливост. Според Европейския център за контрол и превенция на заболяванията, 4 милиона души (около два пъти повече от населението на Ню Мексико) в световен мащаб всяка година получават инфекция, свързана със здравеопазването.Това води до около 37 000 смъртни случая по света, като ситуацията е особено лоша в развиващите се страни, където хората може да нямат достъп до подходяща санитарна и хигиенна инфраструктура.В западния свят HCAIs са шестата най-голяма причина за смърт. Всичко е податливо на заразяване с микроби и вируси – храни, оборудване, повърхности и стени и текстил са само някои примери.Дори редовните санитарни графици може да не унищожат всеки микроб, присъстващ на повърхностите, така че има належаща необходимост от разработване на нетоксични повърхностни покрития, които предотвратяват появата на микробен растеж. В случая с Covid-19 проучванията показват, че вирусът може да остане активен върху често докосвани повърхности от неръждаема стомана и пластмаса до 72 часа, демонстрирайки спешната нужда от повърхностни покрития с антивирусни свойства.Антимикробните повърхности се използват в здравните заведения повече от десетилетие, като се използват за контролиране на огнища на MRSA. Цинков оксид – широко проучено антимикробно химическо съединение Цинковият оксид (ZnO) има мощни антимикробни и антивирусни свойства.Използването на ZnO е проучвано интензивно през последните години като активна съставка в множество антимикробни и антивирусни химикали.Многобройни проучвания за токсичност са установили, че ZnO е практически нетоксичен за хора и животни, но е много ефективен при разрушаване на клетъчните обвивки на микроорганизмите. Механизмите за убиване на микроорганизми на цинковия оксид могат да бъдат приписани на няколко свойства.Zn2+ йони се освобождават чрез частично разтваряне на частици от цинков оксид, които нарушават по-нататъшната антимикробна активност дори в други присъстващи микроби, както и директен контакт с клетъчните стени и освобождаването на реактивни кислородни видове. Антимикробната активност на цинковия оксид е допълнително свързана с размера и концентрацията на частиците : по-малките частици и разтворите с по-висока концентрация на цинкови наночастици имат повишена антимикробна активност.Наночастиците от цинков оксид, които са с по-малък размер, проникват по-лесно в мембраната на микробната клетка поради голямата си междинна повърхност.Много проучвания, особено на Sars-CoV-2 напоследък, изясниха подобно ефективно действие срещу вируси. Използване на RE-допирани нано-цинков оксид и полиурея покрития за създаване на повърхности с превъзходни антимикробни свойства Екипът на Li, Liu, Yao и Narasimalu предложи метод за бързо приготвяне на антимикробни полиурейни покрития чрез въвеждане на частици нано-цинков оксид, легирани с редкоземни елементи, създадени чрез смесване на наночастиците с редкоземни елементи в азотна киселина. Наночастиците ZnO бяха легирани с церий (Ce), празеодимий (Pr), лантан ( LA) и частиците нано-цинков оксид, легирани с гадолиний (Gd.) и лантан, се оказаха 85% ефективни срещу P. aeruginosa и E. Coli бактериални щамове. Тези наночастици също остават 83% ефективни при унищожаването на микроби, дори след 25 минути на излагане на UV светлина.Легираните частици нано-цинков оксид, изследвани в проучването, могат да покажат подобрена реакция на ултравиолетова светлина и топлинна реакция на температурни промени.Биотестовете и характеризирането на повърхността също предоставиха доказателства, че повърхностите запазват своята антимикробна активност след многократна употреба. Полиурейните покрития също имат висока издръжливост с по-малък риск от отлепване на повърхности.Издръжливостта на повърхностите, съчетана с антимикробните дейности и реакцията на околната среда на нано-ZnO частиците, осигуряват подобрения на техния потенциал за практически приложения в различни настройки и индустрии. Потенциални употреби Това изследване показва огромен потенциал за контрол на бъдещи огнища и спиране на предаване на HPAI в здравни заведения.Съществува и потенциал за използването им в хранително-вкусовата промишленост за осигуряване на антимикробни опаковки и влакна, подобряващи качеството и срока на годност на хранителните продукти в бъдеще.Въпреки че това изследване е все още в начален стадий, то несъмнено скоро ще излезе от лабораторията в търговската сфера.
Време на публикуване: 10 ноември 2021 г