Tasarlanmış ZnO tozların kitosan/polivinil alkol biyobozunur polimerlerin yapısına ve özelliklerine etkilerinin incelenmesi

Biyobozunur polimerler, küresel sürdürülebilirlik çözümünün kritik bir parçası olmak için büyük bir potansiyel sergiler; ancak zayıf bariyer özellikleri, zayıf UV direnci, düşük termal direnci, düşük mekanik mukavemeti ve yetersiz antibakteriyal özellikleri nedeniyle uygulama alanları sınırlıdır. Nano metal oksit tozları genellikle biyobozunur polimerlerin özelliklerini geliştirmek için kullanılsa da; toksisite ve fitotoksisite sergilerler ve bazen kontrolsüz aglomerasyon yoluyla işleme zorluklarına neden olabilirler. Polimerlerin özelliklerini iyileştirmek için hem mükemmel UV direnci hem de antibakteriyal etki sağlayan biyouyumlu olacak alternatif katkı formlarına ihtiyaç vardır. Son zamanlarda, biyouyumlu ve çevreye zarar vermeyen ince birincil parçacıklardan oluşan, tasarlanmış, MicNo® olarak adlandırılan mikron boyutunda altıgen plaka parçacıkları, nanoparçacıkların olumsuz etkilerini azaltırken hem mikron hem de nano boyutunun avantajlarından yararlanmak için geliştirilmiştir. Bu çalışmanın araştırma amacı, katkısız MicNo® ZnO, Ag ve bir geçiş metali katkılı MicNo® ZnO parçacıklarının yapı geliştirme ve dolayısıyla kitosan/PVA filmlerinin optik, mekanik ve antibakteriyal özellikleri üzerindeki etkilerini nano ZnO'ya göre literatürde ilk kez değerlendirmektir. XRD ve SEM sonuçları, MicNo® parçacıklarının herhangi bir kontrolsüz aglomerasyon göstermeden film boyunca homojen olarak dağılabileceğini gösterdi. Ek olarak, FTIR sonuçları, muhtemelen daha büyük yüzey alanı/hacim oranı nedeniyle, polimerik kısım ile nanopartiküllere göre daha güçlü moleküller arası bağlanma sergilediklerini ortaya koydu. Sonuç olarak, MicNo® içeren filmler, katkılı filmler arasında sırasıyla 1,41 MPa ve % 43,54 ile en yüksek ortalama çekme mukavemeti ve uzama sergilemiştir. Bu mukavemet değeri, saf ve nanoparçacık içeren filmlere göre sırasıyla % 206 ve % 115 iyileşme anlamına gelir. Ayrıca, hem katkısız MicNo® ZnO hem de Ag ve bir geçiş metali katkılı MicNo® ZnO içeren filmler, nano ZnO partikül içeren filmlerden daha yüksek UV absorbans değerleri sergilemiştir. Bu sonuçlar, filmlerin UV direncinin, nanopartiküllere göre MicNo® partikülleri tarafından çok daha etkili bir şekilde geliştirilebileceğini göstermektedir. Bu olağanüstü performans artışı, küresel nano parçacıklara göre MicNo® parçacıklarının benzersiz altıgen morfolojisinin çok daha etkili yüzey kaplama kabiliyetine bağlanabilir. Katkısız filmler düşük antibakteriyal aktivite sergilemesine rağmen, filmlere ZnO partiküllerinin dahil edilmesi antibakteriyal etkinin gelişmesine neden olmuştur. Hem S.Aureus hem de E.Coli bakterilerine karşı katkısız MicNo® ZnO, Ag ve bir geçiş metali katkılı MicNo® ZnO partikülleri çok yüksek antibakteriyal etki göstermiştir. Özellikle S.Aureus'a karşı nano ZnO içeren filmler 2,57 antibakteriyal R değeri gösterirken, katkısız MicNo® ZnO, Ag ve bir geçiş metali katkılı MicNo® ZnO içeren filmler için bu değer sırasıyla 6,91- 7,72 ve 6.91'dir. Sonuç olarak, MicNo® partikülleri nano partiküllere göre dolgu malzemesi olarak birçok avantaja sahip durumdadırlar ve bu nedenle biyobozunur polimerler için uygulama alanlarını genişletmek için yeni nesil katkı sistemleri olarak büyük bir potansiyel sergilemektedirler.