Abstrakt

Amalgam erstklassiger Silbernanopartikel auf biofunktionalisiertem Graphenoxid für erfolgreiche antibakterielle Wirkung

Bolghar Rasoul

Graphengestützte Metallnanopartikel-Komposite als Mischmaterial haben aufgrund ihrer synergistischen und neuartigen Eigenschaften großes Interesse geweckt. Es wurden mehrere Verfahren zur Anbindung von Metallpartikeln an Graphen entwickelt. In dieser Arbeit wurden Ag NPs durch gebundenes Cystein auf GO-Blättern gestützt. Die antibakterielle Fähigkeit von Silbernanopartikeln in Graphenoxid-Nanokompositen mit einer durch Cystein als Aminosäure veränderten Oberfläche (rMGO-Ag) ist das Thema dieser Untersuchung. Es wurden Tests mit verschiedenen Anbindungsmethoden durchgeführt, die zu kleineren Ag NPs auf dem GO führten und die Effizienz und antibakteriellen Eigenschaften des Nanokomposits verbesserten. Graphenoxid (GO) ist ein potenzielles Material, das für zahlreiche Anwendungen interessant ist, eine davon ist die antibakterielle Behandlung. Bei den antibakteriellen Verfahren kann es vorkommen, dass GO Bakterien einfängt, während Ag Bakterien zerstört. Daher ist die Kombination aus GO und Ag NPs aufgrund der Biokompatibilität und antibakteriellen Eigenschaften ein effizientes Material. Cystein kann aufgrund seiner funktionellen Gruppen als Modifikator und Reduktionsmittel bei der Herstellung von Nanokompositen aus Metall und Graphenoxid wirken. Außerdem können seine drei Arten von funktionellen Gruppen (-SH, -NH2 und –COO-) durch nichtkovalente Bindungen eine Stelle zur Unterstützung von Schwermetall-Nanopartikeln sein. Cystein kann in rMGO-Ag-Nanokompositen zwei Rollen spielen: i) Es kann rGO-Schichten mit der funktionellen Amin-Gruppe nukleophil angreifen, ii) hat über die funktionelle Thiol-Gruppe ein Reduktionspotenzial für GO und darüber hinaus die Fähigkeit, Ag-Nanopartikel durch nichtkovalente Bindungen zu bilden.

Gegenstand dieser Untersuchung ist das antibakterielle Verhalten von Silbernanopartikeln in Graphenoxid mit einer durch Cystein (rMGO-Ag) als Aminosäure modifizierten Oberfläche. Das resultierende Nanokomposit wurde mithilfe verschiedener Techniken vollständig charakterisiert, die physikalischen Eigenschaften wurden mithilfe von Röntgenbeugung (XRD), Zetapotenzial, dynamischer Lichtstreuung (DLS), Fourier-Transformations-Infrarotspektren (FTIR), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) bestätigt.

 

Silber hat viele moderne Verwendungszwecke und wird als Wertanlage angesehen. Die Geschichte dieses erstaunlichen Edelmetalls beginnt jedoch mit seiner Verwendung in antiken Werken. Silber hat viele Eigenschaften, die es für frühe Völker so wichtig machten. Es ist biegsam, elastisch, glänzend, flexibel, leitfähig, antibakteriell und selten. Außerdem wurde es als wertvolles Material in Geldform, Schmuck, Schmuck, elektrischen Kontakten und in der Fotografie verwendet, um nur einige zu nennen. Obwohl massives Silber allgemein für seine leuchtenden Oberflächen und Farben bekannt ist, gibt es einen großen Farbunterschied, wenn das Metall kleiner wird. Obwohl die Handwerker damals noch keine Nanopartikel kannten, führte die Mischung der Metallchloride mit flüssigem Glas zur Bildung von metallischen Nanopartikeln unterschiedlicher Form und Größe, sodass die physikalischen Strukturen der metallischen Nanopartikel interessante Verbindungen mit Licht hatten und farblich sehr schöne Farben erzeugten. Die Metallchloride entstanden und bildeten Nanopartikel im flüssigen Glas, bevor sie abgekühlt wurden. Die Herstellung von Nanopartikeln ist eine der Hauptanwendungen der Nanotechnologie. Heutzutage sind Nanopartikel ein wichtiges Feld der digitalen Forschung, bei dem es um die Planung, Synthese und Steuerung von Molekülstrukturen im Bereich von etwa 1 bis 100 nm geht. Die Nanopartikelforschung ist bereits ein Bereich intensiver wissenschaftlicher Forschung, da es eine breite Palette möglicher Anwendungen in Bereichen wie Humandienstleistungen, Kosmetik, Lebensmittel und Futtermittel, Umweltgesundheit, Mechanik, Optik, Biomedizin, Chemieindustrie, Maschinenbau, Raumfahrtindustrie, Arzneimittelqualitätslieferung, Energiewissenschaft, Optoelektronik, Katalyse, Einzelelektronentransistoren, Lichtquellen, nichtlineare optische Geräte und fotoelektrochemischer Bereich gibt. Die Silbernanopartikel werden aufgrund ihres hohen Oberflächen-Volumen-Verhältnisses und ihrer großen Koordinationskapazität häufig in der Wissenschaft und verwandten Bereichen verwendet. Von elektrischen Schaltern und solarbetriebenen Folien bis hin zu chemischen Fertigungsmitteln und antimikrobieller Aktivität ist das Silbernanopartikel ein Hauptbestandteil in vielen Bereichen. Seine einzigartigen Eigenschaften machen es nahezu schwer zu ersetzen und seine Einsatzmöglichkeiten umfassen ein breites Anwendungsspektrum. Gleichzeitig enthalten viele der Konsumgüter, die angeblich Nanomaterialien enthalten, Nanosilber. Beispiele für Konsumgüter, die Nanosilber enthalten, sind PCs, PDAs, Automaschinen, Lebensmittelverpackungsmaterialien, Nahrungsergänzungsmittel, Textilien, Geräte, mechanische Baugruppen für den Haushalt, Schönheitspflegeprodukte, medizinische Geräte, Bildgebungsverfahren sowie Wasser- und Klimadesinfektionsmittel. Die meisten dieser nanosilberhaltigen Produkte werden in Nordamerika, dem Fernen Osten, insbesondere in China, Südkorea, Taiwan, Vietnam und Indien, der Russischen Föderation und Westeuropa hergestellt.

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