سنتز و بررسی خواص ضدمیکروبی نانوکامپوزیت های گرافن-اکسید روی و اکسید گرافن - اکسید روی

از آنجائیکه رشد میکروارگانیزم های مضر باعث بروز مشکلات جدی در زندگی بشری می شود، امروزه دستیابی به مواد ضدمیکروبی و درعین حال ایمن، ضروری است. به همین دلیل استفاده از نانومواد و کامپوزیت های آنها بعنوان راه مناسبی جهت دستیابی به مواد ضدمیکروبی قوی و ایمن پیشنهاد شده است. در پروژه حاضر، نانوکامپوزیت های اکسید روی–اکسید گرافن و اکسید روی–اکسید گرافن احیاشده سنتز شدند و خواص ضدمیکروبی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا نانوذرات اکسید روی به روش شیمی سبز با استفاده از مایع یونی 1- بوتیل-3- متیل امیدازولیوم کلرید سنتز گردید. سپس اکسید گرافن به روش هامر اصلاح شده تهیه شد و پس از احیای شیمیایی، کامپوزیت های مورد نظر با درصدهای وزنی مختلف از اکسید گرافن و اکسید گرافن احیاشده نسبت به اکسید روی تهیه شدند. در کلیه مراحل به منظور مشخصه یابی نانوذرات اکسید روی و کامپوزیت های آن از تکنیک های مختلف مانند الگوی پراش اشعه ایکس، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز، طیف سنجی مرئی- فرابنفش، میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس و تعیین سطح ویژه استفاده شد. نتایج حاصل از بررسی نانوذرات اکسید روی حاکی از آن است که این نانوذرات خالص بوده، دارای ابعاد متوسط nm 45 و کروی شکل می باشند. نتایج حاصل از بررسی اکسید گرافن نشان دهنده این است که این ترکیب با موفقیت و بدون ناخالصی سنتز شده و گروه های عاملی کربوکسیل، آلکوکسی و اپوکسی برروی صفحات گرافنی ایجاد شده اند که وجود این گروه ها باعث افزایش فاصله صفحات نسبت به گرافیت شده اند. همین طور بررسی های انجام گرفته بر روی اکسید گرافن احیا شده بیانگر این است که بر اثر احیا گروه های عاملی به شدت کاهش یافته اند. نتایج بررسی بر روی کامپوزیت های اکسید روی–اکسید گرافن و اکسید روی– اکسید گرافن احیاشده نشان داد که اکسید روی بدلیل برهمکنش های الکترواستاتیک و پیوند هیدروژنی به خوبی با مواد گرافنی تشکیل کامپوزیت داده است. پس از سنتز و مشخصه یابی ترکیبات سنتز شده، عملکرد ضدمیکروبی نانوذرات اکسید روی، مواد گرافنی و کامپوزیت های اکسید روی با مواد گرافنی بر روی باکتری ایکولای مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. بررسی خواص ضد میکروبی نانوذرات اکسید روی نشان داد که نانوذرات مذکور دارای 83% اثر ضد میکروبی می باشند. عملکرد ضد میکروبی اکسید گرافن و اکسید گرافن احیاشده به ترتیب 81% و 73% به دست آمد. همچنین نانوکامپوزیت های سنتز شده از لحاظ فعالیت ضدمیکروبی مورد بررسی قرار گرفتند و مشخص شد که تشکیل کامپوزیت ها باعث افزایش عملکرد ضدمیکروبی نسبت به اکسید روی خالص می شود بطوریکه این اثر در مورد کامپوزیت اکسید روی-اکسید گرافن حاوی 1، 5 و 10 درصد وزنی اکسید گرافن به ترتیب 89%، 92% و 94% و در مورد کامپوزیت اکسید روی- گرافن احیا شده حاوی 1، 5 و 10 درصد وزنی گرافن احیا شده به ترتیب 85%، 89% و 91% می باشد. از طرف دیگر نتایج حاکی از آن است که این تأثیر در مورد اکسید گرافن بیشتر از اکسید گرافن احیاشده می باشد. در نهایت مقایسه بین نتایج ضدمیکروبی نانوکامپوزیت های سنتز شده انجام گردید و سازوکاری مناسب برای این فعالیت ارائه شده است.