تهیه نانوکامپوزیت‌ هیبریدی پلی‌آنیلین ـ کیتوسان ـ نانونقره و بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و ضدباکتری آن

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 تبریز، آذربایجان شرقی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه مهندسی شیمی، صندوق پستی 5157944533

2 تبریز، آذربایجان شرقی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه شیمی، صندوق پستی 5157944533

چکیده

در پژوهش حاضر، از پلی­‌آنیلین (PANI) به­ عنوان پلیمر رسانا و  کیتوسان (Chito) به علت داشتن خواص ضد‌باکتری و نیز زیست­‌سازگاری و زیست­ تخریب­‌پذیری مناسب، به­ عنوان زیست­ پلیمر استفاده شد. نانوذرات نقره (Ag) نیز به­ عنوان تقویت‌­کننده خواص ضدباکتری برای تهیه نانوکامپوزیت PANI-Chito-Ag درنظر گرفته شد. کامپوزیت PANI-Chito و نانوکامپوزیت PANI-Chito-Ag، از پلیمرشدن آنیلین در مجاورت کیتوسان و نقره تهیه شدند. برای بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و ضدباکتری کامپوزیت و نانوکامپوزیت­ های تهیه شده، درصدهای وزنی مختلف از اجزای سازنده استفاده شد. برای بررسی خواص ضدباکتری نانوکامپوزیت PANI-Chito-Ag، آزمون­ های ضدباکتری با استفاده از دو نوع باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس و باکتری گرم منفی اشرشیاکلی انجام شد. نتایج به­ دست آمده نشان داد، افزایش مقدار کیتوسان و نقره به ترکیب مدنظر باعث افزایش خاصیت ضدباکتریای نسبت به دو باکتری می‌شود. نتایج آزمون زیست­ تخریب­ پذیری نشان داد، بیشتربودن مقدار کیتوسان در نانوکامپوزیت، باعث افزایش زیست­ تخریب­‌پذیری آن شده همچنین بیشتربودن غلظت باکتری استرپتومایسیس در خاک طبیعی باعث تخریب زودهنگام نمونه می­ شود. نتایج آزمون­‌ گرماوزن­ سنجی (TGA) حاکی از بهبود پایداری گرمایی نانوکامپوزیت PANI-Chito-Ag نسبت به کیتوسان خالص است. طیف­ سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه، میکروسکوپی الکترونی پویشی و پراش انرژی پرتو X برای مشخص­ کردن ترکیب و ساختار نانوکامپوزیت سه­ جزئی هیبریدی PANI-Chito-Ag به­ کار گرفته شد. با این روش­ ها وجود و پراکنش یکنواخت نانوذرات نقره در ماتریس پلیمر تأیید شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Physicochemical and Antibacterial Properties of Synthesized Polyaniline-Chitosan-Nanosilver Hybrid Nanocomposite

نویسندگان [English]

  • Reza Abbas Farmand 1
  • Maryam Farbodi 2
1 Department of Chemical Engineering, Tabriz Branch, Islamic Azad University, P.O. Box: 5157944533,Tabriz, Iran
2 Department of Chemistry, East Azarbayjan Science and Research Branch, Islamic Azad University, P.O. Box: 5157944533, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Chitosan (Chito) as a biopolymer with high antibacterial, biocompatibility and biodegradability and polyaniline (PANI) as a conductive polymer and silver (Ag) nanoparticles to enhance antibacterial property were used to prepare polyanilin-chitosan-silver (PANI-Chito-Ag) nanocomposites. The synthesis of PANIChito composite and PANI-Chito-Ag nanocomposite was performed through aniline polymerization in the presence of Chito and Ag. In order to evaluate the physicochemical and antibacterial properties of synthesized composite and nanocomposites, several combinations of components with different weight ratios were used. Antibacterial tests were performed using two different types of bacteria: Escherichia coli (gram-negative bacteria) and Staphylococcus aureus (gram-positive bacteria) to determine the antibacterial capability of the PANI-Chito-Ag nanocomposite. The obtained results showed that higher Chito and silver contents produced stronger antibacterial property. The biodegradability test results confirmed that,the biodegradability increased as the content of Chito increased. Also, by increasing Streptomyces (gram-positive bacteria) concentration in natural soil, the biodegradability rate of nanocomposite was enhanced. The results obtained from thermogravimetric analysis (TGA) tests also indicated improvement in thermal stability of PANI-Chito-Ag nanocomposite compared to that of pure Chito. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to analyze and characterize the composition and structure of PANIChito-Ag triple hybrid nanocomposite. The results confirmed uniform distribution of Ag nanoparticles within the polymer matrix.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • antibacterial
  • biodegradable
  • polyaniline
  • nanocomposites