نانوذرات اکسیدروی و منسوجات آنتی باکتریال

کاربرد مواد و ساختارهای نانومواد، که معمولاً بین 1 تا 100 نانومتر (nm) متغیر است، یکی از حوزه‌های نوظهور علم و فناوری نانو است.

سنتز نانوذرات برای کاربردهایی مانند کاتالیزور، الکترونیک، منسوجات، حفاظت از محیط زیست و بیوتکنولوژی و … مورد علاقه عمومی است.

از میان مواد معدنی، اکسیدهای فلزی مانند TiO2، ZnO، MgO و CaO از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند، زیرا نه تنها در شرایط سخت فرآیند پایدار هستند، بلکه به طور کلی به عنوان مواد ایمن برای انسان و حیوانات در نظر گرفته می شوند.

خواص ذاتی یک نانوذره فلزی عمدتاً بر اساس اندازه، شکل، ترکیب، بلورینگی و مورفولوژی تعیین می شود.

با توجه به تاریخچه نوآورانه صنعت نساجی، جای تعجب نیست که فناوری نانو به سرعت به این بخش راه پیدا کرده است. فناوری نانو به عنوان دومین تحول صنعتی در جهان پیش بینی می شود.

اخیراً آگاهی از بهداشت عمومی، نگرانی های بهداشتی ،انتقال بیماری از طریق تماس و… منجر به توسعه منسوجات ضد میکروبی شده است.امروزه منسوجات کاربردی زیادی وجود دارد، اما به نظر می رسد محبوب ترین آنها منسوجاتی با خواص ضد باکتریایی باشد.

تولید منسوجات با خواص ضد میکروبی مادام العمرو با دوام بالا در شستشو بسیار مهم است.

مواد ضد میکروبی می توانند به جلوگیری از تولیدمثل و انتشار عوامل بیماری زا، رشد باکتری و قارچ ها وعدم ایجاد بوی بد کمک کنند. بنابراین، می توان از آنها برای تولید منسوجات مختلف استفاده کرد.

در صنعت نساجی مواد ضد باکتری زیادی وجود دارد. یکی از آنها نانوذرات اکسید روی است  که به عنوان عامل ضد باکتری انتخاب شده است زیرا غیر سمی است، بسیار موثر است و رنگ پارچه های خروجی را تغییر نمی دهد.

استفاده از نانوذرات اکسید روی به دلیل خاصیت ضد میکروبی آن  به عنوان یک راه حل مناسب برای جلوگیری از بیماری های عفونی است.

در صنعت نساجی مواد ضد باکتری زیادی وجود دارد. یکی از آنها نانوذرات اکسید روی است  که به عنوان عامل ضد باکتری انتخاب شده است زیرا غیر سمی است، بسیار موثر است و رنگ پارچه های خروجی را تغییر نمی دهد.

استفاده از نانوذرات اکسید روی به دلیل خاصیت ضد میکروبی آن  به عنوان یک راه حل مناسب برای جلوگیری از بیماری های عفونی است.

مورفولوژی و ساختار کریستالی نانوذرت اکسیدروی برای خواص ضد میکروبی نهایی بسیار مهم است. به همین دلیل توسعه منسوجات ضد میکروبی با استفاده از نانوذرات اکسید روی  مورد بررسی قرار گرفته است .

پارچه‌های پنبه‌ای تولیدشده با نانوذرات، کاربردهای گسترده‌ای دارند، به‌عنوان مثال، پارچه‌هایی مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش ، پارچه های ضد میکروبی ، پارچه های مقاوم در برابر شعله و پارچه های آبگریز و ….. .

نانوذرات اکسید روی پتانسیل بالایی دارند و می‌توانند به طور موثر برای ایجاد خواص آنتی باکتریال به منسوجات مورد استفاده قرار گیرند و اثر مطلوب طولانی‌ مدت را تضمین کنند.

بدون شک تولید پارچه های پنبه ای با نانوذرات اکسید روی مزایای بسیار ارزشمندی از نظر خواص و کاربردهای محصول نهایی دارد. با این وجود، بسیاری از جنبه‌ها باید در نظر گرفته شوند تا همه الزامات عملکردی، اقتصادی، بهداشتی، ایمنی و طبیعت محیطی برآورده شوند.

افزودن نانوذرات در مرحله‌ای از فرآیند تکمیل منجر به اتصال ضعیف به سطح می‌شود، در حالی که افزودن در ماتریس پلیمری باعث پیوند قوی می‌شود.

نانوذرات اکسیدروی به داخل سلول‌های باکتریایی نفوذ میکنند و منجر به تولید رادیکال‌های اکسیژن سمی میشود که به DNA، غشای سلولی یا پروتئین‌های سلولی آسیب می‌رساند و در نهایت منجر به مهار رشد باکتری‌ها و در نهایت مرگ باکتری میشود.

نانو ذرات اکسید روی به دلیل ایمنی بالا و سازگاری مناسب با پوست انسان، افزودنی قابل قبول و موردتوجهی برای پارچه های پنبه ای است .

قرار گرفتن این نانوذرات در معرض نور فرابنفش، الکترون‌های با بار منفی (e-) را آزاد می‌کند و حفره‌هایی با بار مثبت (h+) بر جای می‌گذارد و باعث تولید (ROS) می‌شود که اکسیده شده و رشد میکروارگانیسم‌ها را مهار می‌کند.

نتایج نشان می دهد که منسوجات تولید شده با این نانوذره، فعالیت ضد باکتریایی قابل توجهی در برابر استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیاکلی دارد. تجزیه و تحلیل SEM نشان داد که نانوذرات اکسیدروی در این پارچه های ضدباکتری وجود دارد.

مطالعه دوام شستشو این پارچه ها  نیز انجام شد و مشخص شد که تا 25 چرخه شستشو مقاومت و خاصیت ضدباکتری را حفظ می کنند.

بدیهی است که منسوجات تولیدشده با نانوذرات اکسید روی در مقایسه با منسوجات تولیدشده  با اکسید روی، فعالیت ضد باکتریایی بالاتری را نشان دادند در حالی که منسوجات شاهد هیچ فعالیت ضد باکتریایی نشان ندادند.

به طور کلی فعالیت ضد باکتریایی در برابر استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به E.coli در هر دو منسوج تولیدشده با نانوذرات اکسید روی بیشتر بود.

منسوجات تولید شده با نانوذرات اکسید روی بیشترین درصد کاهش را با درصد کاهش 94.16 درصد برای S.aureus نشان دادند. پس از آن 86.5٪ برای E.coli.  و منسوجات تولید شده با اکسیدروی نسبتاً درصد کاهش کمتری را نشان دادند.

منسوجات شاهد دارای مقادیر منفی برای تست کاهش درصد هستند، زیرا هیچ گونه فعالیت باکتری‌کشی ای ندارند و نتایج صفر است.

آزمایش دوام شستشو که با منسوجات آزمایشی انجام شده است نشان میدهد که فعالیت ضد میکروبی قابل توجهی در پارچه های تولیدشده  با نانوذرات اکسید روی تا 10 بار شستشو (حتی پس از چرخه های شستشوی مکرر) به طور فعال حفظ می شود.