Структура та електричні властивості антимікробних полімерних нано-композитів, наповнених вуглецевими нанотрубками та наночастинками срібла
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2025.63.347153Ключові слова:
вуглецеві нанотрубки, наночастинки срібла, полімерні нанокомпозити, електрична перколяція, ступінь кристалічності, антимікробна активністьАнотація
У роботі досліджено структуру, електропровідність та антимікробні властивості нанокомпозитів на основі поліетиленоксиду, модифікованих багатошаровими вуглецевими нанотрубками (ВНТ), наночастинками срібла (НЧС). Методами рентгеноструктурного аналізу встановлено, що введення наповнювачів різних типів приводить до зниження ступеня кристалічності полімерної матриці. Найбільше пригнічення кристалічності системи спостерігалось при наповненні гібридним наповнювачем. Методом імпедансної спектроскопії виявлено перколяційну поведінку електропровідності зі значеннями перколяційних переходів: 0,5 % для ВНТ, 1 % для НЧС та лише 0,3 % для гібридного наповнювача. Антимікробні дослідження показали, що гібридні композити є найефективнішими проти S. aureus, E. coli та C. albicans, демонструючи зони інгібіції до 16 мм. Отримані результати підтверджують перспективність комбінованих нанонаповнювачів для створення функціональних матеріалів з покращеними електропровідними та біоцидними властивостями.
Посилання
Reddy S.J. The Recent Advances in the Nanotechnology and Its Applica-tions – A Review // IOSR J. Biotechnol. Biochem. (IOSR-JBB). – 2020. – Vol. 6 (1). – Р. 24–30.
Liao C., Li Y., Tjong S.C. Bactericidal and cytotoxic properties of silver nanoparticles // Int. J. Mol. Sci. – 2019. – Vol. 20 (2). – Р. 449.
Yin I.X., Zhang J., Zhao I.S., Mei M.L., Li Q., Chu C.H. The Antibacterial Mechanism of Silver Nanoparticles and Its Application in Dentistry // Int. J. Nanomedicine. – 2020. – Vol. 15. – Р. 2555–2562.
Sivasubramaniyam V., Ramasamy S., Venkatraman M., Gatto G., Kumar A. Carbon Nanotubes as an Alternative to Copper Wires in Electrical Ma-chines: A Review // Energies. – 2023. – Vol. 16. – Р. 3665.
Bauhofer W., Kovacs J.Z. A review and analysis of electrical percolation in carbon nanotube polymer composites // Compos. Sci. Technol. – 2009. – Vol. 69 (10). – Р. 1486–1498.
Huang J., Li D., Zhao M., Mensah A., Lv P., Tian X., Huang F., Ke H., Wei Q. Highly Sensitive and Stretchable CNT-Bridged AgNP Strain Sensor Based on TPU Electrospun Membrane for Human Motion Detection // Adv. Electron. Mater. – 2019. – Vol. 5. – Р. 1900241.
Yusof Y., Zaidi M.I., Johan M.R. Enhanced Structural, Thermal, and Elec-trical Properties of Multiwalled Carbon Nanotubes Hybridized with Silver Nanoparticles // J. Nanomater. – 2016. – Р. 1–9.
Yan J., Wang Q., Yang J., Rutter P., Xing M., Li B. Chemical Synthesis of Innovative Silver Nanohybrids with Synergistically Improved Antimicrobi-al Properties // Int. J. Nanomedicine. – 2023. – Vol. 18. – Р. 2295–2305.
Natsuki J., Natsuki T. Silver Nanoparticle/Carbon Nanotube Hybrid Nano-composites: One-Step Green Synthesis, Properties, and Applications // Nanomaterials. – 2023. – Vol. 13. – Р. 1297.
Krainoi A., Kummerlöwe C., Nakaramontri Y., Wisunthorn S., Ven-nemann N., Pichaiyut S., Kiatkamjornwong S., Nakason C. Novel natural rubber composites based on silver nanoparticles and carbon nanotubes hy-brid filler // Polym. Compos. – 2019. – Р. 1–16.
Tran Hoang P., Salazar N., Porkka T.N., Joshi K., Liu T., Dickens T.J., Yu Z. Engineering Crack Formation in Carbon Nanotube-Silver Na-noparticle Composite Films for Sensitive and Durable Piezoresistive Sen-sors // Nanoscale Res. Lett. – 2016. – Vol. 11. – Р. 422.
Turkevich J., Stevenson P.C., Hillier J. A study of the nucleation and growth processes in the synthesis of colloidal gold // Discuss. Faraday Soc. – 1951. – Vol. 11. – Р. 55–75.
Rivas L., Sanchez-Cortes S., García-Ramos J.V., Morcillo G. Growth of silver colloidal particles obtained by citrate reduction to increase the Raman enhancement factor // Langmuir. – 2001. – Vol. 17 (3). – Р. 574–577.
Lysenkov Е.А., Striutskyi О.V., Klymenko L.P., Shevchenko V.V. Silver nanoparticles stabilized by oligomeric hyperbranched ionic liquid: structure and antimicrobial properties // Azerbaijan Chem. J. – 2024. – No. 1. – Р. 60–69.
Tarani E., Arvanitidis I., Christofilos D., et al. Calculation of the de-gree of crystallinity of HDPE/GNPs nanocomposites by using various ex-perimental techniques: a comparative study // J. Mater. Sci. – 2023. – Vol. 58. – Р. 1621–1639.
Sarhan A.S., Abdel-Hamid M.I., Hanie R. Green synthesis of (CS/OLE) AgNPs and evaluation of their physico-chemical characteristic // Appl. Nanosci. – 2022. – Vol. 12. – Р. 2765–2776.
Klepko V.V., Lysenkov E.A. Features of percolation transition in sys-tems on the basis of oligoglycols and carbon nanotubes // Ukr. J. Phys. – 2015. – Vol. 60, No. 9. – Р. 944–949.
Lysenkov E.A., Klepko V.V., Lysenkova I.P. Features of microstruc-ture and percolation behavior of polypropylene glycol, filled by multi-walled carbon nanotubes // J. Nano- Electron. Phys. – 2017. – Vol. 9, No. 5. – Р. 05021-1–05021-6.
Zhu L.-J., Cai W.-Z., Gu B.-Q., Tu S.-T. Tunneling percolation model of the electrical conductivity of particulate nanocomposites // Mod. Phys. Lett. B. – 2009. – Vol. 23, No. 10. – Р. 1273–1279.
Sagalianov I., Vovchenko L., Matzui L., Lazarenko O. Synergistic en-hancement of the percolation threshold in hybrid polymeric nanocompo-sites based on carbon nanotubes and graphite nanoplatelets // Nanoscale Res. Lett. – 2017. – Vol. 12, No. 1. – Р. 140.
Chapa González C., González García L.I., Burciaga Jurado L.G., Carrillo Castillo A. Bactericidal activity of silver nanoparticles in drug-resistant bacteria // Braz. J. Microbiol. – 2023. – Vol. 54, No. 2. – Р. 691–701.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
