Antimikrobiell polyurea-beläggning med sällsynta jordartsdopade nano-zinkoxidpartiklar
källa: AZO MATERIALS Covid-19-pandemin har visat det akuta behovet av antivirala och antimikrobiella beläggningar för ytor i offentliga utrymmen och vårdmiljöer. Ny forskning publicerad i oktober 2021 i tidskriften Microbial Biotechnology har visat ett snabbt nano-zinkoxiddopat preparat för polyureabeläggningar som försöker ta itu med detta problem. överföring. Det trängande behovet av snabba, effektiva och giftfria kemikalier och antimikrobiella och antivirala ytbeläggningar har stimulerat innovativ forskning inom bioteknik, industriell kemi och materialvetenskap. Ytbeläggningar med antiviral och antimikrobiell verkan kan minska risken för virusöverföring och dödar biostrukturer och mikroorganismer vid kontakt. De hindrar tillväxten av mikroorganismer genom att cellmembranet störs. De förbättrar också egenskaperna hos ytan, såsom korrosionsbeständighet och hållbarhet. Enligt European Center for Disease Control and Prevention drabbas 4 miljoner människor (ungefär dubbelt så många som New Mexicos befolkning) globalt per år av en vårdrelaterad infektion. Detta leder till omkring 37 000 dödsfall över hela världen, med situationen särskilt illa i utvecklingsländer där människor kanske inte har tillgång till ordentlig sanitet och hygienisk infrastruktur. I västvärlden är HCAI den sjätte största dödsorsaken. Allt är mottagligt för kontaminering av mikrober och virus – mat, utrustning, ytor och väggar och textilier är bara några exempel. Även regelbundna hygienscheman kanske inte dödar alla mikrober som finns på ytor, så det finns ett stort behov av att utveckla giftfria ytbeläggningar som förhindrar att mikrobiell tillväxt inträffar. När det gäller Covid-19 har studier visat att viruset kan förbli aktivt på ytor av rostfritt stål och plast som ofta berörs i upp till 72 timmar, vilket visar det akuta behovet av ytbeläggningar med antivirala egenskaper. Antimikrobiella ytor har använts i hälsovårdsmiljöer i över ett decennium och används för att kontrollera MRSA-utbrott. Zinkoxid – en mycket utforskad antimikrobiell kemisk föreningZinkoxid (ZnO) har potenta antimikrobiella och antivirala egenskaper. Användningen av ZnO har undersökts intensivt de senaste åren som en aktiv ingrediens i många antimikrobiella och antivirala kemikalier. Flera toxicitetsstudier har visat att ZnO är praktiskt taget icke-giftigt för människor och djur men är mycket effektivt för att störa cellulära höljen av mikroorganismer. De mikroorganismdödande mekanismerna för zinkoxid kan tillskrivas ett fåtal egenskaper. Zn2+-joner frisätts genom partiell upplösning av zinkoxidpartiklar som stör ytterligare antimikrobiell aktivitet även i andra närvarande mikrober, såväl som direktkontakt med cellväggar och frigöring av reaktiva syreämnen. Zinkoxids antimikrobiell aktivitet är dessutom kopplad till partikelstorlek och koncentration : mindre partiklar och högre koncentrationslösningar av zink-nanopartiklar har ökad antimikrobiell aktivitet. Zinkoxidnanopartiklar som är mindre i storlek tränger lättare in i det mikrobiella cellmembranet på grund av deras stora gränsyta. Många studier, särskilt av Sars-CoV-2 nyligen, har klarlagt liknande effektiva åtgärder mot virus. Att använda RE-dopade nano-zinkoxid- och polyurea-beläggningar för att skapa ytor med överlägsna antimikrobiella egenskaper Teamet av Li, Liu, Yao och Narasimalu har föreslagit en metod för att snabbt framställa antimikrobiella polyureabeläggningar genom att introducera sällsynt jordartsmetalldopad nano-zinkoxidpartiklar skapade genom att blanda nanopartiklar med sällsynta jordartsmetaller i salpetersyra. ZnO-nanopartiklarna dopades med Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Lantan (LA) och Gadolinium (Gd.) Lantan-dopad nano-zink Oxidpartiklar visade sig vara 85 % effektiva mot P. aeruginosa och E. Coli bakteriestammar. Dessa nanopartiklar förblir också 83 % effektiva för att döda mikrober, även efter 25 minuters exponering för UV-ljus. De dopade nano-zinkoxidpartiklarna som utforskas i studien kan visa förbättrad UV-ljusrespons och termisk respons på temperaturförändringar. Bioanalyser och ytkarakterisering gav också bevis på att ytor behåller sin antimikrobiella aktivitet efter upprepad användning. Polyureabeläggningar har också hög hållbarhet med mindre risk för att ytorna skalar av. Ytornas hållbarhet i kombination med nano-ZnO-partiklarnas antimikrobiella aktiviteter och miljörespons ger förbättringar av deras potential för praktiska tillämpningar i en mängd olika miljöer och industrier. Potentiella användningsområdenDenna forskning visar en enorm potential för kontroll av framtida utbrott och stoppa överföring av HPAI i vården. Det finns också potential för deras användning inom livsmedelsindustrin för att tillhandahålla antimikrobiella förpackningar och fibrer, vilket förbättrar livsmedelskvaliteten och hållbarheten i framtiden. Även om denna forskning fortfarande är i sin linda, kommer den utan tvekan snart att flytta ut från laboratoriet och in i den kommersiella sfären.
Posttid: 2021-nov-10