Հազվագյուտ հողային միացություններով լեգիրված հակամանրէային պոլիուրեային ծածկույթներ

Հազվագյուտ հողային միացություններով լեգիրված նանո-ցինկի օքսիդի մասնիկներով հակամանրէային պոլիուրեայի ծածկույթներ

Աղբյուր՝ AZO MATERIALS Covid-19 համավարակը ցույց է տվել հանրային տարածքների և առողջապահական միջավայրերի մակերեսների համար հակավիրուսային և հակամանրէային ծածկույթների անհապաղ անհրաժեշտությունը: 2021 թվականի հոկտեմբերին Microbial Biotechnology ամսագրում հրապարակված վերջին հետազոտությունը ցույց է տվել պոլիուրեային ծածկույթների համար արագ նանո-ցինկի օքսիդով լեգիրված պատրաստուկ, որը փորձում է լուծել այս խնդիրը: Հիգիենիկ մակերեսների անհրաժեշտությունը Ինչպես ցույց են տվել վարակիչ հիվանդությունների բազմաթիվ բռնկումները, մակերեսները պաթոգենների փոխանցման աղբյուր են: Արագ, արդյունավետ և ոչ թունավոր քիմիական նյութերի, հակամանրէային և հակավիրուսային մակերեսային ծածկույթների անհապաղ անհրաժեշտությունը խթանել է նորարարական հետազոտությունները կենսատեխնոլոգիայի, արդյունաբերական քիմիայի և նյութագիտության ոլորտներում: Հակավիրուսային և հակամանրէային ազդեցություն ունեցող մակերեսային ծածկույթները կարող են նվազեցնել վիրուսային փոխանցման ռիսկը և սպանել կենսակառուցվածքները և միկրոօրգանիզմները շփման ժամանակ: Դրանք խոչընդոտում են միկրոօրգանիզմների աճը՝ բջջային թաղանթի խաթարման միջոցով: Դրանք նաև բարելավում են մակերեսի հատկությունները, ինչպիսիք են կոռոզիոն դիմադրությունը և դիմացկունությունը: Հիվանդությունների վերահսկման և կանխարգելման եվրոպական կենտրոնի տվյալներով՝ տարեկան 4 միլիոն մարդ (Նյու Մեքսիկոյի բնակչության մոտ կրկնակին) ձեռք է բերում առողջապահության հետ կապված վարակ: Սա հանգեցնում է մոտ 37,000 մահվան ամբողջ աշխարհում, հատկապես վատ իրավիճակ է զարգացող երկրներում, որտեղ մարդիկ կարող են չունենալ հասանելիություն պատշաճ սանիտարական և առողջապահական հիգիենիկ ենթակառուցվածքներին: Արևմտյան աշխարհում HCAI-ները մահվան վեցերորդ ամենատարածված պատճառն են: Ամեն ինչ ենթակա է մանրէների և վիրուսների աղտոտման՝ սնունդը, սարքավորումները, մակերեսները և պատերը, իսկ տեքստիլը՝ միայն մի քանի օրինակներ են: Նույնիսկ կանոնավոր սանիտարական ռեժիմը կարող է չսպանել մակերեսների վրա առկա բոլոր մանրէները, ուստի անհրաժեշտ է մշակել ոչ թունավոր մակերեսային ծածկույթներ, որոնք կկանխեն մանրէների աճը: Covid-19-ի դեպքում ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ վիրուսը կարող է ակտիվ մնալ հաճախակի դիպչվող չժանգոտվող պողպատե և պլաստիկ մակերեսների վրա մինչև 72 ժամ, ինչը ցույց է տալիս հակավիրուսային հատկություններով մակերեսային ծածկույթների անհապաղ անհրաժեշտությունը: Հակամանրէային մակերեսները առողջապահական հաստատություններում օգտագործվել են ավելի քան մեկ տասնամյակ՝ MRSA բռնկումները վերահսկելու համար: Ցինկի օքսիդ՝ լայնորեն ուսումնասիրված հակամանրէային քիմիական միացություն: Ցինկի օքսիդը (ZnO) ունի հզոր հակամանրէային և հակավիրուսային հատկություններ: Վերջին տարիներին ZnO-ի օգտագործումը ինտենսիվորեն ուսումնասիրվել է որպես բազմաթիվ հակամանրէային և հակավիրուսային քիմիական նյութերի ակտիվ բաղադրիչ: Բազմաթիվ թունավորության ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ ZnO-ն գործնականում ոչ թունավոր է մարդկանց և կենդանիների համար, բայց խիստ արդյունավետ է միկրոօրգանիզմների բջջային թաղանթները խաթարելու համար: Ցինկի օքսիդի միկրոօրգանիզմների ոչնչացման մեխանիզմները կարելի է վերագրել մի քանի հատկությունների: Zn2+ իոնները արտազատվում են ցինկի օքսիդի մասնիկների մասնակի լուծարման միջոցով, որոնք խաթարում են հետագա հակամանրէային ակտիվությունը նույնիսկ առկա այլ միկրոբների մոտ, ինչպես նաև բջջային պատերի հետ անմիջական շփման և ռեակտիվ թթվածնային տեսակների արտազատման միջոցով: Ցինկի օքսիդի հակամանրէային ակտիվությունը լրացուցիչ կապված է մասնիկների չափի և կոնցենտրացիայի հետ. փոքր մասնիկները և ցինկի նանոմասնիկների ավելի բարձր կոնցենտրացիայի լուծույթները ունեն բարձրացված հակամանրէային ակտիվություն: Ցինկի օքսիդի նանոմասնիկները, որոնք ավելի փոքր են չափսերով, ավելի հեշտությամբ թափանցում են մանրէային բջջային թաղանթի մեջ՝ իրենց մեծ միջերեսային մակերեսի շնորհիվ: Վերջերս կատարված բազմաթիվ ուսումնասիրություններ, մասնավորապես Sars-CoV-2-ի վերաբերյալ, բացահայտել են վիրուսների դեմ նմանատիպ արդյունավետ ազդեցություն: Վերօգտագործելով վերափոխված նանո-ցինկի օքսիդի և պոլիուրեայի ծածկույթներ՝ գերազանց հակամանրէային հատկություններով մակերեսներ ստեղծելու համար: Լիի, Լյուի, Յաոյի և Նարասիմալուի թիմը առաջարկել է հակամանրէային պոլիուրեայի ծածկույթների արագ պատրաստման մեթոդ՝ ներմուծելով հազվագյուտ հողային նյութերով լեգիրված նանո-ցինկի օքսիդի մասնիկներ, որոնք ստեղծվել են նանոմասնիկները հազվագյուտ հողային նյութերի հետ ազոտական ​​թթվում խառնելով: ZnO նանոմասնիկները լեգիրվել են ցերիումով (Ce), պրազեոդիմիումով (Pr), լանթանով (LA) և գադոլինիումով (Gd.): Լանթանով լեգիրված նանո-ցինկի օքսիդի մասնիկները պարզվել է, որ 85% արդյունավետ են P. aeruginosa և E. Coli բակտերիալ շտամների դեմ: Այս նանոմասնիկները նաև 83% արդյունավետ են մնում մանրէները սպանելու համար, նույնիսկ ուլտրամանուշակագույն լույսի 25 րոպե ենթարկվելուց հետո: Ուսումնասիրության մեջ ուսումնասիրված լեգիրված նանո-ցինկի օքսիդի մասնիկները կարող են ցույց տալ բարելավված ուլտրամանուշակագույն լույսի արձագանք և ջերմաստիճանի փոփոխությունների նկատմամբ ջերմային արձագանք: Կենսաբանական փորձարկումները և մակերեսի բնութագրումը նույնպես ապացույցներ են տվել, որ մակերեսները պահպանում են իրենց հակամանրէային ակտիվությունը բազմակի օգտագործումից հետո: Պոլիուրեային ծածկույթները նաև ունեն բարձր դիմացկունություն՝ մակերեսները թեփոտելու ավելի քիչ ռիսկով: Մակերեսների դիմացկունությունը, զուգորդված նանո-ZnO մասնիկների հակամանրէային ակտիվության և շրջակա միջավայրի նկատմամբ արձագանքի հետ, բարելավում են դրանց գործնական կիրառման ներուժը տարբեր միջավայրերում և արդյունաբերություններում: Հնարավոր կիրառություններ Այս հետազոտությունը ցույց է տալիս հսկայական ներուժ ապագա բռնկումների վերահսկման և առողջապահական հաստատություններում HPAI-ների փոխանցումը կանխելու համար: Կա նաև դրանց օգտագործման ներուժ սննդի արդյունաբերության մեջ՝ հակամանրէային փաթեթավորում և մանրաթելեր ապահովելու համար, ինչը ապագայում կբարելավի սննդամթերքի որակը և պահպանման ժամկետը: Չնայած այս հետազոտությունը դեռևս սկզբնական փուլում է, այն, անկասկած, շուտով լաբորատորիայից դուրս կգա և կտեղափոխվի առևտրային ոլորտ: