その場での容易なAgのグリーン合成

Jun 02, 2024

Scientific Reports volume 12、記事番号: 15359 (2022) この記事を引用

1919 アクセス

5 引用

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

この研究では、テトラデニア リペリアの水性葉抽出物を使用したグリーン合成ルートによって Ag-ZnO ナノ複合材料を調製し、大腸菌および黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性を調べました。 Ag-ZnO の合成を最適化するために、前駆体濃度、pH、温度の影響が研究されました。 Ag-ZnO ナノ複合材料は、XRD、ATR-FTIR、FESEM、および TEM によって特性評価されました。 結果は、8% Ag 濃度、80 °C の温度、および 7 ～ 8 の pH が Ag-ZnO ナノ複合材料の合成に最適であることを示しています。 XRD分析では、Ag濃度の増加に伴ってAg-ZnOの粒径が23.6nmから14.8nmに減少することが示され、これはFESEM分析によってさらに裏付けられました。 8% Ag の TEM 画像は、ZnO 上の Ag の共存に関する詳細な情報を提供し、平均粒径 14.8 nm と測定されました。 ATR-FTIR 分析により、還元剤および安定化剤として機能するフェノール化合物の存在が確認されました。 抗菌活性の結果は、Ag-ZnO ナノ複合材料が黄色ブドウ球菌よりも大腸菌に対して高い抗菌効力を示したことを示しています。 したがって、テトラデニア リペリア葉抽出物は、水の消毒を含むさまざまな用途に使用される Ag-ZnO ナノ複合材料を合成するための実行可能なルートです。

持続可能な開発目標 (SDGs 2030) では、目標 6 を通じて、きれいな水と衛生設備が人類の発展にとって極めて重要であると宣言しています1。 これは、微生物によって引き起こされる水系感染症が世界中で主な死因となっているためです2,3。 したがって、飲料水から微生物を制御し除去するための、手頃な価格で効率的で多用途かつ持続可能な技術を見つける必要性は避けられません3。 集中型および一部の分散型水処理システムで病原体を除去するための水消毒技術の導入は、塩素処理、オゾン処理、紫外線処理などの従来の方法によって実現されます3,4。 しかし、塩素処理は有毒な副産物の生成によって制限される一方、オゾン処理と紫外線は配電システムでの再汚染を防ぐことができません4,5。 したがって、これには代替治療技術の導入が必要になります。

近年、ナノ材料によるナノテクノロジーは、耐性のある病原体に対処する能力により、水消毒のための効果的かつ多用途のツールとして浮上しています。 通常、微生物はあらゆる可能性から身を守り、過酷な環境でも生き残って繁殖できるように突然変異することで薬剤耐性に適応します6。 ナノ材料は、従来の処理技術でバルク材料を使用する場合と比較して、病原体が複数の細菌成分を標的とするナノ粒子に対する耐性を獲得することが難しいため、水消毒の課題に対する潜在的な解決策として研究されてきました4,7。 金属銀を抗菌剤として応用することは、古くから記録されています8。 19 世紀以来、銀イオンは殺菌効果と関連付けられてきました9。 近年、抗生物質に対する抗菌薬耐性の蔓延が増加しており、そのため消毒剤としての銀の使用は避けられません。 銀は現在、繊維、化粧品、医療器具などの消費者製品に、銀塩の化学還元によって調製されるナノ粒子の形で使用されています10、11、12。 さらに、研究では水の消毒におけるその可能性が実証されています14、15、16、17。 したがって、銀は、さまざまな金属ナノ粒子の中でもその阻害能力と抗菌能力により、研究されるべき魅力的で有望な候補です6,18。 ただし、銀ナノ粒子はサイズが大幅に小さくなると凝集する可能性があり、そのため化学的特性や抗菌特性が制限されます。 したがって、この課題に対処するには、銀をポリマーでキャップしてポリマーナノ複合材料6,18を作るか、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物の層でキャップして、高い強度を提供するコアシェル形状を形成することができます。表面積6. さらに、ナノ材料が相乗すると、個々のナノ粒子よりも強力なハイブリッド ナノ複合材料を生成できます。 これらは、構成要素の特性を組み合わせることが期待されます19。