عنوان المقالة:زخرفة الكربوهيدرات مركب نانوي مع الفضة الجسيمات النانوية بكفاءة عالية امتصاص الميثيلين الأزرق ومضادات الميكروبات ضد مسببات الأمراض البشرية Decoration of carbohydrate nanocomposite with silver nanoparticles for highly efficient adsorption of methylene blue and antimicrobial against human pathogens
أحمد ك. صالح؛ رشا جامع؛ فاطمة العتيبي؛ محمود عبد العزيز؛ نهى عمر
المؤلفون بالإنجليزي
Ahmed K. Saleh; Rasha Jame; Fatimah A. Alotaibi; Mahmoud A. Abdelaziz; Noha Omer
الملخص العربي
خلاصة
تهدف الدراسة الحالية إلى تحضير مركب نانوي كربوهيدراتي يعتمد على 2,2,6,6-رباعي ميثيل بيبيريدين-1-أوكسيل (TEMPO) ألياف السليلوز النانوية المؤكسدة (CNFs) / كلوريد الشيتوزان (Ch) المزخرف
باستخدام جسيمات الفضة النانوية (Ag-NPs) والمصممة على شكل (TEMPO/CNF/Ch/Ag-NPs) والتي تم فحصها كمواد مضادة للميكروبات وتطبيقها كمادة ماصة فعالة. تم تحضير CNF من السليلوز
من خلال تقنية إزالة الرجفان الميكانيكية بالأكسدة TEMPO. تم تفاعل CNF وCh من المفارقات بشكل مثير للسخرية لإعداد أفلام ألياف نانوية أيونية جديدة مستدامة. Ag-NPs لها تقريبًا
تم تحضير 20 نانومتر في الموقع لتزيين الألياف الأيونية. آثار المعلمات التجريبية
بما في ذلك الرقم الهيدروجيني للوسائط (3.0-8.0)، ووقت التلامس (10-120 دقيقة)، والتركيز الأولي لأزرق الميثيلين (MB) (50-800 جزء في المليون) على سلوك الامتزاز لـ MB على أفلام المركبات النانوية.
أظهرت النتائج حركية امتزاز متشابهة وسريعة، كما يتضح من الرتبة الثانية الزائفة
نموذج. كانت نتائج الامتزاز مناسبة بشكل أفضل من خلال نموذج لانجميور الأيسوثرم، وقدرة الامتزاز القصوى للمركب النانوي TEMPO/CNF/Ch وTEMPO/CNF/Ch/Ag-NPs
كان 369 و432 ملجم/جم، على التوالي، عند الرقم الهيدروجيني الأمثل للوسائط وهو 7 مع وقت اتصال قدره 60 دقيقة
عند 88 إلى 90 ملجم/جم من الميجابايت. في الدراسات الحركية، نموذج الدرجة الثانية الزائفة للمركبات النانوية
قدمت الأفلام أفضل ملاءمة (R2 = 0.98)، من نموذج الدرجة الأولى الزائفة (R2 = 0.82 و 0.77). ال
يحتفظ مركب TEMPO/CNF/Ch وTEMPO/CNF/Ch/Ag-NPs النانوي بـ 73 و69% من مكوناته الأولية
أداء الامتزاز تجاه MB بعد خمسة أشواط متتالية. مركب النانو المتكون
أظهرت فعالية ممتازة ضد الإشريكية القولونية (14.3±0.57 ملم)، تليها المبيضات البيضاء
(12±1 مم)، المكورات العنقودية الذهبية (11.3 ±1.15 مم)، والمكورات العقدية الطافرة (10.6 ±1.15)
مم)، وتم تعزيز نشاطها المضاد للميكروبات من خلال دمج Ag-NPs. المشكلة
قد تجد المركبات النانوية تطبيقات في المجالات الصناعية والطبية الحيوية
الملخص الانجليزي
Abstract
The current study aims to prepare carbohydrate nanocomposite based on 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl (TEMPO) oxidized cellulose nanofibers (CNFs) /chitosan chloride (Ch) decorated
with silver nanoparticles (Ag-NPs) and designed as (TEMPO/CNF/Ch/Ag-NPs) that was investigated as antimicrobial materials and applied as efficient sorbent. CNF was prepared from cellulose
through TEMPO oxidation-mechanical defibrillation technique. Anionic CNF and Ch were ironically interacted to prepare novel sustainable ionic nanofibers films. Ag-NPs having approximately
20 nm were prepared in situ to decorate the ionic fibers. The effects of experimental parameters
including media pH (3.0–8.0), contact time (10–120 min), and initial methylene blue (MB) concentration (50–800 ppm) on the adsorption behavior of MB onto nanocomposite films were evaluated.
The results exhibited similar and fast adsorption kinetic, as illustrated by the pseudo-second-order
model. The adsorption results were best suited by the Langmuir isotherm model, and the maximum adsorption capacity for the TEMPO/CNF/Ch and TEMPO/CNF/Ch/Ag-NPs nanocomposite
was 369 and 432 mg/g, respectively, at the optimized media pH of 7 with a contact time of 60 min
at 88 to 90 mg/g of MB. In kinetic studies, the pseudo-second-order model for nanocomposite
films provided the best fit (R2=0.98), than pseudo-first-order model (R2=0.82 and 0.77). The
TEMPO/CNF/Ch and TEMPO/CNF/Ch/Ag-NPs nanocomposite retains 73 and 69% of its initial
adsorption performance towards MB after five consecutive runs. The formed nanocomposite
showed excellent efficacy against Escherichia coli (14.3±0.57 mm), followed by Candida albicans
(12±1 mm), Staphylococcus aureus (11.3 ±1.15 mm), and Streptococcus mutans (10.6 ±1.15
mm), and their antimicrobial activity was enhanced by the incorporation of Ag-NPs. The formed
nanocomposite might find applications in industrial and biomedical fields
د. نهى محمد علي عمر | Dr. Noha Mohammed ALi Omer | 8192