Lớp phủ Polyurea kháng khuẩn với pha tạp đất hiếm

Lớp phủ Polyurea kháng khuẩn với các hạt oxit nano pha tạp đất hiếm

nguồn:VẬT LIỆU AZOĐại dịch Covid-19 đã cho thấy nhu cầu cấp thiết về lớp phủ chống vi rút và kháng khuẩn cho các bề mặt trong không gian công cộng và môi trường chăm sóc sức khỏe. Nghiên cứu gần đây được công bố vào tháng 10 năm 2021 trên tạp chí Công nghệ sinh học vi sinh vật đã chứng minh chế phẩm pha tạp oxit nano-kẽm nhanh chóng cho lớp phủ polyurea nhằm giải quyết vấn đề này. Nhu cầu về các bề mặt vệ sinh Như đã được chứng minh qua nhiều đợt bùng phát bệnh truyền nhiễm, các bề mặt là nguồn gây bệnh quá trình lây truyền. Nhu cầu cấp thiết về các loại hóa chất nhanh chóng, hiệu quả và không độc hại cũng như lớp phủ bề mặt kháng khuẩn và kháng vi-rút đã thúc đẩy nghiên cứu đổi mới trong lĩnh vực công nghệ sinh học, hóa học công nghiệp và khoa học vật liệu. Lớp phủ bề mặt có tác dụng kháng vi-rút và kháng khuẩn có thể làm giảm nguy cơ lây truyền vi-rút và tiêu diệt các cấu trúc sinh học và vi sinh vật khi tiếp xúc. Chúng cản trở sự phát triển của vi sinh vật thông qua sự phá vỡ màng tế bào. Chúng cũng cải thiện các đặc tính của bề mặt, chẳng hạn như khả năng chống ăn mòn và độ bền. Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Châu Âu, mỗi năm có 4 triệu người (khoảng gấp đôi dân số New Mexico) trên toàn cầu mắc bệnh nhiễm trùng liên quan đến chăm sóc sức khỏe. Điều này dẫn đến khoảng 37.000 ca tử vong trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, nơi người dân không được tiếp cận với cơ sở hạ tầng vệ sinh và chăm sóc sức khỏe phù hợp. Ở thế giới phương Tây, HCAI là nguyên nhân gây tử vong lớn thứ sáu. Mọi thứ đều dễ bị ô nhiễm bởi vi khuẩn và vi rút – thực phẩm, thiết bị, bề mặt và tường cũng như hàng dệt may chỉ là một số ví dụ. Ngay cả lịch trình vệ sinh thường xuyên cũng có thể không tiêu diệt hết vi khuẩn có trên bề mặt, do đó, nhu cầu cấp thiết là phải phát triển các lớp phủ bề mặt không độc hại để ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn. Trong trường hợp của Covid-19, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi rút có thể duy trì hoạt động trên các bề mặt thép không gỉ và nhựa thường xuyên chạm vào trong tối đa 72 giờ, chứng tỏ nhu cầu cấp thiết về lớp phủ bề mặt có đặc tính chống vi-rút. Các bề mặt kháng khuẩn đã được sử dụng trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe trong hơn một thập kỷ, được sử dụng để kiểm soát sự bùng phát MRSA. Oxit kẽm - Một hợp chất hóa học kháng khuẩn được khám phá rộng rãi Oxit kẽm (ZnO) có đặc tính kháng khuẩn và kháng vi-rút mạnh. Việc sử dụng ZnO đã được khám phá mạnh mẽ trong những năm gần đây như một thành phần hoạt chất trong nhiều hóa chất kháng khuẩn và kháng vi-rút. Nhiều nghiên cứu về độc tính đã phát hiện ra rằng ZnO hầu như không độc hại đối với con người và động vật nhưng có hiệu quả cao trong việc phá vỡ lớp vỏ tế bào của vi sinh vật. Cơ chế tiêu diệt vi sinh vật của Zinc oxit có thể là do một số đặc tính. Các ion Zn2+ được giải phóng bằng cách hòa tan một phần các hạt Zinc Oxide làm gián đoạn hoạt động kháng khuẩn hơn nữa ngay cả ở các vi khuẩn khác có mặt, cũng như tiếp xúc trực tiếp với thành tế bào và giải phóng các loại oxy phản ứng. Hoạt tính kháng khuẩn của Zinc Oxide còn liên quan đến kích thước và nồng độ hạt : các hạt nhỏ hơn và dung dịch có nồng độ cao hơn của hạt nano kẽm đã làm tăng hoạt tính kháng khuẩn. Các hạt nano Zinc Oxide có kích thước nhỏ hơn sẽ dễ dàng thâm nhập vào màng tế bào vi sinh vật hơn do diện tích bề mặt lớn của chúng. Nhiều nghiên cứu, đặc biệt là về Sars-CoV-2 gần đây, đã làm sáng tỏ tác dụng chống lại virus hiệu quả tương tự. Sử dụng lớp phủ Nano-Zinc Oxide và Polyurea pha tạp RE để tạo ra các bề mặt có đặc tính kháng khuẩn vượt trộiNhóm của Li, Liu, Yao và Narasimalu đã đề xuất một phương pháp chuẩn bị nhanh chóng các lớp phủ polyurea kháng khuẩn bằng cách đưa vào các hạt Oxit nano kẽm pha tạp đất hiếm được tạo ra bằng cách trộn các hạt nano với đất hiếm trong axit nitric. Các hạt nano ZnO được pha tạp Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Lanthanum ( LA) và Gadolinium (Gd.) Các hạt nano-Zinc Oxit pha tạp Lanthanum được phát hiện là có hiệu quả 85% chống lại các chủng vi khuẩn P. aeruginosa và E. Coli. Các hạt nano này cũng duy trì hiệu quả 83% trong việc tiêu diệt vi khuẩn, thậm chí sau 25 phút của việc tiếp xúc với tia UV. Các hạt oxit kẽm nano pha tạp được khám phá trong nghiên cứu có thể cho thấy phản ứng cải thiện với ánh sáng tia cực tím và phản ứng nhiệt với sự thay đổi nhiệt độ. Các xét nghiệm sinh học và xác định đặc tính bề mặt cũng cung cấp bằng chứng cho thấy các bề mặt vẫn giữ được hoạt tính kháng khuẩn sau khi sử dụng nhiều lần. Lớp phủ Polyurea cũng có độ bền cao và ít nguy cơ bong tróc bề mặt hơn. Độ bền của bề mặt cùng với hoạt động kháng khuẩn và phản ứng với môi trường của các hạt nano ZnO mang lại những cải tiến về tiềm năng ứng dụng thực tế của chúng trong nhiều môi trường và ngành công nghiệp khác nhau. Ứng dụng tiềm năng Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng to lớn trong việc kiểm soát các đợt bùng phát trong tương lai và ngăn chặn sự bùng phát lây truyền HPAI trong môi trường chăm sóc sức khỏe. Ngoài ra còn có tiềm năng sử dụng chúng trong ngành công nghiệp thực phẩm để cung cấp bao bì và sợi kháng khuẩn, cải thiện chất lượng và thời hạn sử dụng của thực phẩm trong tương lai. Mặc dù nghiên cứu này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai nhưng chắc chắn nó sẽ sớm rời khỏi phòng thí nghiệm và bước vào lĩnh vực thương mại.