Учёные улучшили антибактериальные свойства ПЭТ при помощи наночастиц цинка

Разработанная технология обеспечивает почти стопроцентную антибактериальную эффективность против некоторых видов бактерий

Несмотря на то, что ПЭТ (полиэтилентерефталат) особенно ценится за свою прозрачность, стабильность и прочные механические свойства, этот материал, как и другие недорогие полимеры, имеет ограничения в поверхностных свойствах, таких как смачиваемость, адгезия и устойчивость к микробному росту. Обработка полимеров холодной плазмой с внедрением наночастиц (НЧ), таких как оксид цинка (ZnO), может улучшить антимикробную активность полимера, транспортные свойства, биоразлагаемость и УФ-защиту. Новый метод недавно был описан в журнале Applied Surface Science Advances.

Процесс включает обработку коммерческих ПЭТ-пленок струей плазмы атмосферного давления (APPJ), нанесение на них наночастиц ZnO и повторную плазменную обработку для прочного внедрения частиц в поверхность. Это создает уникальное двумерное внедрение наночастиц, которое улучшает свойства ПЭТ в тех областях, где критически важны поверхностные свойства, такие как антимикробная активность.

Для производства наночастиц ZnO исследователи использовали импульсную лазерную абляцию в воде, обеспечивая высокую чистоту. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) показала, что плазменная обработка протравила поверхность ПЭТ, увеличив ее шероховатость с 6 нм до 13 нм и создав более однородное распределение наночастиц по поверхности.

Тесты на выщелачивание подтвердили, что почти весь Zn остался надежно внедренным в поверхность ПЭТ, что является ключевым фактором для производительности, экологической и человеческой безопасности, а также устойчивости. Более того, показатели УФ-защиты у ПЭТ-плёнок повысились на 29%, что поможет продлить срок годности продуктов питания. Несмотря на то, что плазменная обработка снизила эластичность ПЭТ, добавление наночастиц ZnO в диапазоне 200–500 мкл укрепило материал.

Наиболее впечатляюще то, что при самой высокой протестированной концентрации ZnO (245,75 мг Zn/кг ПЭТ), композиты достигли почти 100% антибактериальной эффективности против бактерий вида Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Рафаэла Радичич, автор исследования:
«Эти результаты подчеркивают эффективность нашего метода синтеза, демонстрируя сильные антимикробные свойства против обоих штаммов бактерий. Важно, что тест на выщелачивание подтвердил, что наночастицы надежно внедрены в поверхность ПЭТ, что демонстрирует потенциал этих антибактериальных поверхностей для применения в упаковочной промышленности».

Rutab.net.