| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شمارهها | 688 |
| تعداد مقالات | 7,106 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,216,745 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,206,677 |
اثر مسیر سنتز نانوذرات نقره بر عملکرد ضدباکتریایی و ویژگیهای نوری و مکانیکی کاغذ | ||
| پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
| مقاله 5، دوره 33، شماره 2، تیر 1405، صفحه 98-122 اصل مقاله (1.39 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2026.24743.2166 | ||
| نویسندگان | ||
| سیده مطهره محسنی شکتائی1؛ سید مجید ذبیح زاده* 2؛ مریم قربانی کوکنده3؛ پوریا بی پروا4 | ||
| 1دانشجوی دکتری صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه چوب و فرآوردههای سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 3استاد،گروه چوب و فرآوردههای سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 4دانشیار، گروه علوم پایه، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیده سابقه و هدف: این پژوهش با هدف مقایسه دو عامل کاهنده شیمیایی برای سنتز نانوذرات نقره، شامل کاهش با سدیم بوروهیدرید (Ag/NaBH₄) و تریسدیم سیترات (Ag/TSC) و ارزیابی اثر آنها بر ریختشناسی نانوذرات، عملکرد ضدباکتریایی و ویژگیهای نوری و مکانیکی کاغذ انجام شد. تمرکز اصلی مطالعه بر تبیین نقش عامل کاهنده در کنترل اندازه ذرات، پایداری کلوئیدی، الگوی استقرار نانوذرات بر سطح الیاف و عملکرد نهایی کاغذ اصلاحشده بود. مواد و روشها: نانوذرات نقره از پیشماده نیترات نقره و به روش کاهش شیمیایی، با استفاده از دو عامل کاهنده تریسدیم سیترات و سدیم بوروهیدرید سنتز شدند. در مسیرAg/TSC، محلول نیترات نقره تا دمای جوش حرارت داده شد و محلول تریسدیم سیترات بهصورت قطرهای به آن افزوده گردید. در مسیرAg/NaBH₄، محلول سدیم بوروهیدرید پس از نگهداری در حمام یخ، با محلول نیترات نقره واکنش داده شد و محلول حاصل برای دستیابی به غلظت ppm 90، تحت خشککردن انجمادی و بازپراکنش با آب مقطر قرار گرفت. کاغذهای دستساز با جرمپایهg/m2 60 تهیه شدند و برای اصلاح سطحی، 10 ثانیه در محلولهای نانوذرات نقره غوطهور و سپس در دمای محیط خشک شدند. فعالیت ضدباکتریایی نمونهها با روش اندازهگیری قطر هاله عدم رشد در برابر Escherichia coli، Pseudomonas aeruginosa، Staphylococcus aureus و Staphylococcus epidermidis ارزیابی شد. تشکیل نانوذرات با طیفسنجی فرابنفش– مرئی (UV-Vis) بررسی گردید و ریختشناسی و استقرار نانوذرات بر سطح الیاف با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مطالعه شد. ویژگیهای نوری شامل روشنی و ماتی و ویژگیهای مکانیکی شامل مقاومت کششی و مقاومت در برابر پارهشدن اندازهگیری شدند. دادهها با آنالیز واریانس یکطرفه تجزیه و تحلیل شدند. یافتهها: نتایج طیفسنجی UV-Vis نشان داد که هر دو سامانه دارای باند تشدید پلاسمون سطحی مشخص در ناحیه نزدیک به 400 نانومتر بودند که تشکیل موفق نانوذرات نقره را تأیید میکند. تصاویر FESEM نشان داد که میانگین اندازه نانوذرات در سامانههای Ag/NaBH₄ و Ag/TSC بهترتیب حدود 20 و 22 نانومتر بود. با وجود نزدیکی اندازه ذرات، سامانه Ag/TSC پراکنش سطحی یکنواختتری نشان داد، در حالیکه در سامانه Ag/NaBH₄ تجمعات موضعی بیشتری مشاهده شد. نتایج آزمون ضدباکتریایی محلولها و کاغذهای اصلاحشده نشان داد که هر دو سامانه در برابر باکتریهای مورد بررسی اثر مهاری قابلتوجهی داشتند؛ با این حال، سامانه Ag/NaBH₄ در بیشتر موارد هاله عدم رشد بزرگتری ایجاد کرد. پس از تثبیت نانوذرات بر سطح کاغذ، فعالیت ضدباکتریایی حفظ شد، در حالیکه نمونه شاهد اثر مهاری قابلتوجهی نداشت. اثر نوع تیمار، نوع باکتری و برهمکنش آنها در سطح احتمال 1 درصد معنیدار بود؛ بیشترین حساسیت درS. epidermidis و کمترین حساسیت در P. aeruginosa مشاهده شد. اصلاح کاغذ با نانوذرات نقره بر ویژگیهای نوری و مقاومتی نمونهها در سطح اطمینان 99 درصد اثر معنیدار داشت. هر دو تیمار موجب افزایش ماتی و کاهش روشنی شدند و افت روشنی در Ag/TSC شدیدتر بود. شاخص مقاومت کششی در هر دو تیمار کاهش یافت و این افت در Ag/TSC بارزتر بود، در حالی که مقاومت در برابر پارهشدن تغییر معنیداری نسبت به شاهد نشان نداد. نتیجهگیری: هر دو مسیر سنتز شیمیایی قادر به تولید نانوذرات نقره مؤثر برای اصلاح ضدباکتریایی کاغذ هستند. با این حال، سامانه Ag/NaBH₄، بهویژه در برابر باکتریهای گرممثبت، عملکرد مهاری قویتری نشان داد که میتواند با اندازه اندکی کوچکتر نانوذرات و دسترسی زیستی بیشتر گونههای فعال نقره مرتبط باشد. در مقابل، سامانه Ag/TSC با پاسخ پلاسمونی شدیدتر و توزیع سطحی یکنواختتر همراه بود، اما کاهش بیشتری در روشنی و مقاومت کششی کاغذ ایجاد کرد. بنابراین، انتخاب مسیر سنتز مناسب برای تولید کاغذهای ضدباکتری مبتنی بر نانوذرات نقره باید بر اساس موازنه میان فعالیت ضدباکتریایی، یکنواختی پراکنش و حفظ ویژگیهای نوری و مکانیکی انجام گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| واژگان کلیدی: نانوذرات نقره؛ کاغذ ضدباکتری؛ سدیم بوروهیدرید؛ تریسدیم سیترات؛ ویژگیهای نوری و مکانیکی | ||
| مراجع | ||
|
1.Rodrigues, A. S., Batista, J. G. S., Rodrigues, M. Á. V., Thipe, V. C., Minarini, L. A. R., Lopes, P. S., & Lugão, A. B. (2024). Advances in silver nanoparticles: A comprehensive review on their potential as antimicrobial agents and their mechanisms of action elucidated by proteomics. Frontiers in Microbiology. 15, 1440065. https://doi.org/10.3389/ fmicb.2024.1440065. 2.More, P. R., Pandit, S., De Filippis, A., Franci, G., Mijakovic, I., & Galdiero, M. (2023). Silver nanoparticles: Bactericidal and mechanistic approach against drug resistant pathogens. Microorganisms. 11(2), 369. https://doi.org/10.3390/ microorganisms11020369.
3.Dube, E., & Okuthe, G. E. (2025). Silver nanoparticle-based antimicrobial coatings: Sustainable strategies for microbial contamination control. Microbiology Research. 16(6), 110. https://doi.org/10. 3390/microbiolres16060110.
4.Asharani, P. V., Wu, Y. L., Gong, Z., & Valiyaveettil, S. (2008). Toxicity of silver nanoparticles in zebrafish models. Nanotechnology. 19(25), 255102. https:// doi.org/10.1088/0957-4484/19/25/255102.
5.Ivask, A., Kurvet, I., Kasemets, K., Blinova, I., Aruoja, V., Suppi, S., & Kahru, A. (2014). Size-dependent toxicity of silver nanoparticles to bacteria, yeast, algae, crustaceans and mammalian cells in vitro. PLOS ONE, 9(7), e102324. https:// doi.org/ 10.1371/ journal.pone. 0102324.
6.Duman, H., Eker, F., Akdaşçi, E., Witkowska, A. M., Bechelany, M., & Karav, S. (2024). Silver nanoparticles: A comprehensive review of synthesis methods and chemical and physical properties. Nanomaterials. 14(18), 1527. https://doi.org/10.3390/nano14181527.
7.Marinescu, L., Ficai, D., Ficai, A., Oprea, O., Nicoara, A. I., Vasile, B. S., Boanta, L., Marin, A., Andronescu, E., & Holban, A. M. (2022). Comparative antimicrobial activity of silver nanoparticles obtained by wet chemical reduction and solvothermal methods. International Journal of Molecular Sciences. 23(11), 5982. https://doi.org/10.3390/ijms23115982.
8.Chien, H. W., Tsai, M. Y., Kuo, C. J., & Lin, C. L. (2021). Well-dispersed silver nanoparticles on cellulose filter paper for bacterial removal. Nanomaterials. 11(3), 595. https://doi.org/10.3390/ nano11030595. 9.Rehan, M., Mashaly, H. M., Abdel-Aziz, M. S., Abdelhameed, R. M., & Montaser, A. S. (2024). Viscose fibers decorated with silver nanoparticles via an in-situ green route: UV protection, antioxidant activities, antimicrobial properties, and sensing response. Cellulose. 31, 5899-5930. https:// doi.org/ 10.1007/ s10570-024-05856-2.
10.Khatoon, U. T., Velidandi, A., & Nageswara Rao, G. V. S. (2023). Sodium borohydride mediated synthesis of nano-sized silver particles: Their characterization, anti-microbial and cytotoxicity studies. Materials Chemistry and Physics. 294, 126997. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2022.126997.
11.Jafarifard, A., Naseri Nasero, M., & Makarem, M. A. (2018). Methods of synthesis of silver nanoparticles and Their applications. Congress on new research ideas in engineering science, technology, electrical & computer science. Pp: 2171-2179.
12.Bastús, N. G., Merkoçi, F., Piella, J., & Puntes, V. (2014). Synthesis of highly monodisperse citrate-stabilized silver nanoparticles of controlled sizes. Chemistry of Materials. 26(9), 2836-2846. https://doi.org/10.1021/cm5006868.
13.Solomon, S. D., Bahadory, M., Jeyarajasingam, A. V., Rutkowsky, S. A., Boritz, C., & Mulfinger, L. (2007). Synthesis and study of silver nanoparticles. Journal of Chemical Education. 84(2), 322-325. https://doi.org/10.1021/ed084p322.
14.Loiseau, A., Asila, V., Boitel-Aullen, G., Lam, M., Salmain, M., & Boujday, S. (2019). Silver-based plasmonic nanoparticles for and their use in biosensing. Biosensors. 9(2), 78. https://doi.org/10.3390/bios9020078.
15.Adrianto, N., Panre, A. M., Istiqomah, N. I., Riswan, M., Apriliani, F., & Suharyadi, E. (2022). Localized surface plasmon resonance properties of green synthesized silver nanoparticles. Nano-Structures & Nano-Objects. 31, 100895. https://doi.org/10.1016/j.nanoso.2022.100895.
16.Chicea, D., Nicolae-Maranciuc, A., Doroshkevich, A. S., Chicea, L. M., & Ozkendir, O. M. (2023). Comparative synthesis of silver nanoparticles: Evaluation of chemical reduction procedures, AFM and DLS size analysis. Materials. 16(15), 5244. https://doi.org/ 10.3390/ma16155244.
17.Juma, M. W., Birech, Z., Mwenze, N. M., Ondieki, A. M., Maaza, M., & Mokhotjwa, S. D. (2024). Localized surface plasmon resonance sensing of trenbolone acetate dopant using silver nanoparticles. Scientific Reports. 14, 5721. https:// doi.org/ 10.1038/ s41598-024-56456-w. 18.Yakoup, A. Y., Kamel, A. G., Elbermawy, Y., Abdelsattar, A. S., & El-Shibiny, A. (2024). Characterization, antibacterial, and cytotoxic activities of silver nanoparticles using the whole biofilm layer as a macromolecule in biosynthesis. Scientific Reports. 14, 364. https:// doi.org/ 10.1038/ s41598-023-50548-9.
19.Hubbe, M. A., Pawlak, J. J., & Koukoulas, A. A. (2008). Paper’s appearance: A review. BioResources. 3(2), 627-665.
20.Niskanen, K. (Ed.). (1998). Paper Physics. Fapet Oy.
21.He, Y., Li, H., Fei, X., & Peng, L. (2021). Carboxymethyl cellulose/cellulose nanocrystals immobilized silver nanoparticles as an effective coating to improve barrier and antibacterial properties of paper for food packaging applications. Carbohydrate Polymers. 252, 117156. https://doi.org/10.1016/ j.carbpol.2020.117156.
22.Tahir, I., Amina, S. J., Ahmad, N. M., & Janjua, H. A. (2024). Antimicrobial coating of biologically synthesized silver nanoparticles on surgical fabric and surgical blade to prevent nosocomial infections. Heliyon. 10(17), e35968. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e35968.
23.Afra, E., Mohammadi, M., Emani, R., Narchin, P., & Roshani, Sh. (2015). Improvement of the antibacterial properties of sanitary papers using by silver nano particles. Journal of Wood & Forest Science and Technology. 22 (2), 119-135. http://jwfst.gau.ac.ir. 24.Yazdani Aghmashhadi, O., Asadpour Atoee, Gh., Rasooly Garmaroody, E., & Imani, R. (2017). Study of physical, optical and biological properties of antibacterial bank-note paper including Nano-silver. Journal of Wood & Forest Science and Technology. 24 (2), 87-101. http://jwfst.gau.ac.ir.
25.Ramezanpour-Charvadeh, M., Rudi, H., Jalali-Torshizi, H., & Ghomi marzdashti, H. (2019). Effect of silver nanoparticles prepared by plasma method on properties of papers made from Kraft pulp. 34(1), 76-88. https://dx.doi.org/10.22092/ijwpr.2019.124574.1511. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2 |
||