اثر آسیاب کردن نانورس بر جذب نانو نقره و بررسی اثر ضدباکتری آن در کاغذ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 دانشگاه گلستان/ گروه شیمی

چکیده

سابقه و هدف: توسعه جهانی و استاندارهای زندگی بالاتر موجب توجه بیشتر مردم به بهداشت محیط زندگی و کار شده است. کاغذهایی نظیر کاغذهای اسکناس و چاپ و تحریر جزء کاغذهایی هستند که روزانه به میزان زیادی در بین مردم دست به دست می-شوند و ازجمله عوامل مهم در انتقال میکروارگانیسم های بیماری زا می باشند. نانوذرات نقره ازجمله عوامل ضدمیکروب می باشند که در حضور اکسیژن و نور اکسید شده و ساختار ناپایداری دارند، همچنین تمایل شدیدی به توده شدن دارند. مشخصات ساختاری نانورس ها آن ها را گزینه ای مناسب برای رفع نواقص نانوذرات نقره می سازد. با توجه به جذب الکترواستاتیکی نانوذرات نقره روی سطح نانورس انتظار می رود که با افزایش بارسطحی نانورس درنتیجه عمل آسیاب، میزان جذب نقره افزایش یابد.
مواد و روش ها: پس از آسیاب نانورس از روش احیاء با سدیم بورهیدرید برای نشست نانوذرات نقره روی سطح نانورس(و نانورس آسیاب شده) استفاده گردید. از تصاویر SEM برای بررسی اثر آسیاب روی ابعاد نانورس و از آزمون جذب اتمی و طیف‌سنجی پلاسمای جفت شده القایی برای اندازه گیری مقدار نقره جذب شده توسط نانورس‌ها در تولید نانوهیبرید نقره- رس و نانوهیبرید نقره- رس آسیاب شده استفاده گردید. نمونه های کاغذ با هریک از دو هیبرید در 3 سطح 10، 15 و 20% تیمار گردید. آزمون ضدباکتری به‌روش کدورت‌سنجی صورت پذیرفت. پراکنش و میزان حضور نانوهیبریدها در کاغذهای موردنظر توسط تصاویر FESEM- MAP و آزمون آنالیزعنصری بررسی گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان دادند که میزان نانوذرات جذب شده روی سطح نانورس آسیاب شده دوبرابر نانورس بوده است اما در هنگام ساخت کاغذ به خاطر جذب سطحی بیشتر نانوذرات نقره روی سطح رس آسیاب شده نسبت به نانورس که بیشتر جذب منفذی داشته است تقریباً نیمی از نانوذرات نقره آبشویی شدند. نتایج آزمون ضدباکتری بدست آمده نشان داد که خواص ضدباکتری در کاغذهای تیمارشده با هردو نانوهیبرید بالا بوده و میزان رشد هردو نوع باکتری به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده از آزمون های FESEM، آنالیز عنصری و ضدباکتری می توان اذعان داشت که نانوهیبرید نقره- رس می تواند به عنوان یک ماده ضدباکتری مناسب در ساختار کاغذ استفاده گردد. همچنین به علت سطحی بودن جذب نانوذرات نقره روی سطح رس آسیاب شده در مقایسه با نانورس پایه بهتر است که از نانوهیبرید نقره- رس آسیاب شده به عنوان یک عامل پوشش دهی در سطح کاغذ استفاده گردد، بطوریکه با مصرف نانونقره کمتر اثر ضدباکتری بالاتری در کاغذ ایجاد نمود که از نظر اقتصادی به صرفه می باشد و مشکلات زیست محیطی کمتری را در پی خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of milling of clay on the absorption of nano-silver and investigation of its antibacterial effect in the paper

چکیده [English]

Background and objectives: Global development and higher living standards have caused people pay more attention to health and environment. Papers such as bills and printing and writing are daily exposing to a lot of among people; hence, were to important agents in the transmission of pathogenic microorganisms. Silver-nanoparticles are including antimicrobial agents that become oxidized in the presence of oxygen and light, and their structure is unstable. They also have a strong tendency to aggregation. The structural properties of nanoclay make it the perfect choice for removing deficiencies of silver-nanoparticles. According to the electrostatic adsorption of silver nanoparticles on the surface of clay, it is expected that increasing clay surface charge as a result of mill operation, lead to increasing the absorption rate of silver.
Materials and methods: After milling clay from, sodium boron hydride reduction method was used to deposit silver-nanoparticles on the surface of clay (milled clay). SEM images were used to evaluate the effect milling on clay dimensions and Atomic Absorption Spectrometer and Inductively coupled plasma- atomic emission spectrometry test to measure the amount of silver absorbed by the nanoclay in the production of silver-clay nanohybrid and silver-milled clay. The samples of paper were treated with both hybrids in three levels 10, 15 and 20 wt%. Antibacterial test was carried out by biophotometery. Distribution and the amount of present of nanohybrids in target papers were determined by FESEM-MAP images and elemental analysis (EDX) test.
Results: The results showed that the amount of nanoparticles adsorbed on surface of clay was two-fold of milled clay, but during paper making because of more adsorption of silver nanoparticles on the surface of milled clay compared with the clay, that it has more absorption of pore, almost half of silver-nanoparticles were leaching. Antibacterial results obtained showed that the antibacterial properties of paper treated with both nanohybrids were high and growth rate of both types of bacteria (Escherichia coli, Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus) significantly decreased.
Conclusion: According to the results of FESEM, elemental analysis and antibacterial tests could be confirmed that, silver -clay nanohybrid can be used as an appropriate antibacterial agent in the paper. Also, due to superficial absorption of silver nanoparticles on milling clay compared with original clay, is better silver- milled clay nanohybrid to be used as a coating agent on the surface of the paper, so that using less nanosilver, creates higher antibacterial effect in paper that is efficient in terms of economic and environmental problems will follow lower.

کلیدواژه‌ها [English]

  • silver-clay nanohybrid
  • milling
  • antibacterial paper