Antimikrobni poliurea premazi s dopiranim rijetkim zemnim metalima

Antimikrobni poliurea premazi s nano-česticama cinkovog oksida dopiranim rijetkim zemnim metalima

Izvor: AZO MATERIALS Pandemija Covid-19 pokazala je hitnu potrebu za antivirusnim i antimikrobnim premazima za površine u javnim prostorima i zdravstvenim ustanovama. Nedavno istraživanje objavljeno u listopadu 2021. u časopisu Microbial Biotechnology pokazalo je brzu pripravu dopiranu nano-cinkovim oksidom za poliurejske premaze koja nastoji riješiti ovaj problem. Potreba za higijenskim površinama Kao što je pokazano višestrukim izbijanjima zaraznih bolesti, površine su izvor prijenosa patogena. Hitna potreba za brzim, učinkovitim i netoksičnim kemikalijama te antimikrobnim i antivirusnim površinskim premazima potaknula je inovativna istraživanja u područjima biotehnologije, industrijske kemije i znanosti o materijalima. Površinski premazi s antivirusnim i antimikrobnim djelovanjem mogu smanjiti rizik od prijenosa virusa i ubiti biostrukture i mikroorganizme pri kontaktu. Oni sprječavaju rast mikroorganizama putem poremećaja stanične membrane. Također poboljšavaju svojstva površine, kao što su otpornost na koroziju i trajnost. Prema Europskom centru za kontrolu i prevenciju bolesti, 4 milijuna ljudi (otprilike dvostruko više stanovnika Novog Meksika) diljem svijeta godišnje oboli od infekcije povezane sa zdravstvenom skrbi. To dovodi do oko 37 000 smrtnih slučajeva diljem svijeta, a situacija je posebno loša u zemljama u razvoju gdje ljudi možda nemaju pristup odgovarajućoj sanitarnoj i zdravstvenoj higijenskoj infrastrukturi. U zapadnom svijetu, HCAI-i su šesti najveći uzrok smrti. Sve je podložno kontaminaciji mikrobima i virusima - hrana, oprema, površine i zidovi te tekstil samo su neki primjeri. Čak ni redoviti rasporedi sanitacije možda neće ubiti svaki mikrob prisutan na površinama, stoga postoji hitna potreba za razvojem netoksičnih površinskih premaza koji sprječavaju rast mikroba. U slučaju Covida-19, studije su pokazale da virus može ostati aktivan na često dodirivanim površinama od nehrđajućeg čelika i plastike do 72 sata, što pokazuje hitnu potrebu za površinskim premazima s antivirusnim svojstvima. Antimikrobne površine koriste se u zdravstvenim ustanovama više od desetljeća, a koriste se za kontrolu izbijanja MRSA-e. Cinkov oksid - široko istraženi antimikrobni kemijski spoj Cinkov oksid (ZnO) ima snažna antimikrobna i antivirusna svojstva. Upotreba ZnO intenzivno se istražuje posljednjih godina kao aktivnog sastojka u brojnim antimikrobnim i antivirusnim kemikalijama. Brojne studije toksičnosti otkrile su da je ZnO praktički netoksičan za ljude i životinje, ali je vrlo učinkovit u narušavanju staničnih ovojnica mikroorganizama. Mehanizmi ubijanja mikroorganizama cinkovim oksidom mogu se pripisati nekoliko svojstava. Zn2+ ioni se oslobađaju djelomičnim otapanjem čestica cinkovog oksida koji narušavaju daljnju antimikrobnu aktivnost čak i u drugim prisutnim mikrobima, kao i izravnim kontaktom sa staničnim stijenkama i oslobađanjem reaktivnih kisikovih vrsta. Antimikrobna aktivnost cinkovog oksida dodatno je povezana s veličinom i koncentracijom čestica: manje čestice i otopine cinkovih nanočestica veće koncentracije imaju povećanu antimikrobnu aktivnost. Nanočestice cinkovog oksida koje su manje veličine lakše prodiru u membranu mikrobnih stanica zbog svoje velike površine međupovršine. Mnoge studije, posebno o Sars-CoV-2 nedavno, razjasnile su slično učinkovito djelovanje protiv virusa. Korištenje RE-dopiranih nano-cinkovih oksidnih i poliurea premaza za stvaranje površina s vrhunskim antimikrobnim svojstvima Tim Li, Liu, Yao i Narasimalu predložio je metodu za brzu pripremu antimikrobnih poliurea premaza uvođenjem čestica nano-cinkovog oksida dopiranih rijetkim zemnim metalima, stvorenih miješanjem nanočestica s rijetkim zemnim metalima u dušičnoj kiselini. ZnO nanočestice dopirane su cerijem (Ce), prazeodimijom (Pr), lantanom (LA) i gadolinijem (Gd). Utvrđeno je da su čestice nano-cinkovog oksida dopirane lantanom 85% učinkovite protiv bakterijskih sojeva P. aeruginosa i E. coli. Ove nanočestice također ostaju 83% učinkovite u ubijanju mikroba, čak i nakon 25 minuta izlaganja UV svjetlu. Dopirane čestice nano-cinkovog oksida istražene u studiji mogu pokazati poboljšani odgovor na UV svjetlo i toplinski odgovor na promjene temperature. Biološki testovi i karakterizacija površina također su pružili dokaze da površine zadržavaju svoju antimikrobnu aktivnost nakon ponovljene upotrebe. Poliurea premazi također imaju visoku trajnost s manjim rizikom od ljuštenja s površina. Trajnost površina, zajedno s antimikrobnom aktivnošću i odgovorom nano-ZnO čestica na okoliš, pruža poboljšanja njihovom potencijalu za praktičnu primjenu u raznim okruženjima i industrijama. Potencijalne upotrebe Ovo istraživanje pokazuje ogroman potencijal za kontrolu budućih epidemija i zaustavljanje prijenosa HPAI-a u zdravstvenim ustanovama. Također postoji potencijal za njihovu upotrebu u prehrambenoj industriji za osiguravanje antimikrobne ambalaže i vlakana, poboljšavajući kvalitetu i rok trajanja hrane u budućnosti. Iako je ovo istraživanje još uvijek u povojima, bez sumnje će se uskoro preseliti iz laboratorija u komercijalnu sferu.