Синтез и характеристики наночастиц фосфата циркония и серебра для применения в качестве антибактериальных материалов

   Методом осаждения в сочетании с ионным обменом синтезирован антибактериальный наноматериал – фосфат циркония-серебра (AgZrP). Рентгенодифракционная картина кристаллической решетки AgZrP, полученной при 900 °C в течение 2 ч, показала однофазную структуру, принадлежащую к кубической пространственной группе (гексагональной). Морфологические свойства и химический состав проанализированы с помощью просвечивающей электронной микроскопии и энергодисперсионной спектроскопии. Одновременно проанализированы колебательные моды поверхностных связей с помощью ИК-спектроскопии. Исследование позволило определить ключевые технологические параметры для синтеза антибактериального нанопорошка AgZrP, в том числе температуру, концентрацию прекурсора и время прокаливания. Полученный порошок имел размер частиц  ≈50 нм и продемонстрировал в 5–6 раз более высокую антибактериальную эффективность против Escherichia coli по сравнению с наноматериалами серебра (диаметр антибактериального круга 32 мм при концентрации порошка 100 ppm). Нанопорошок AgZrP демонстрирует значительный потенциал для использования в качестве антибактериального материала в гражданских целях.

1. S. M. Lee, K. C. Song, B. S. Lee, Korean J. Chem. Eng., 27, No. 2, 688 (2010).

2. A. Ewald, D. Hösel, S. Patel, L. M. Grover, J. E. Barralet, U. Gbureck, Acta Biomater., 7, 4064 (2011).

3. Y. Liu, Y. Wan, Z. Zeng, Z. Yan, Y. Liu, Mater. Chem. Phys., 307, 128158 (2023).

4. Y.-M. Wu, P.-C. Zhao, B. Jia, Z. Li, S. Yuan, C.-H. Li, New J. Chem., 46, No. 13 (2022).

5. H. Ji, S. Zhou, Y. Fu, Y. Wang, J. Mi, T. Lu, et al., Mater Sci. Eng. C Mater Biol. Appl. (2020).

6. T. N. Pham, N. Thi Hue, Y. C. Lee, T. Q. Huy, N. Thi Thu Thuy, H. V. Tuan, et al., RSC Adv., 11, No. 61, 38578–38588 (2021).

7. L. Ferreira, A. M. Fonseca, G. Botelho, C. Almeida-Aguiar, I. C. Neves, Micropor. Mesopor. Mater., 160, 126 (2012).

8. M. Šupová, Ceram. Int., 41, 9203 (2015).

9. T. Liu, X. Zeng, X. Lai, H. Li, T. Wu, Composites, Part B: Eng., 176, 107203 (2019).

10. A. Wong, Q. Liu, S. Griffin, A. Nicholls, J. R. Regalbuto, Science, 358, 1427–1430 (2017).

11. H. F. Youssef, M. E. El-Naggar, F. K. Fouda, A. M. Youssef, Food Packaging Shelf Life, 22, 100378 (2019).

12. S. Arslan, S. Ekrikaya, N. Ildiz, S. Yusufbeyoglu, I. Ocsoy, Odontology (2023).

13. S. Malic, S. Rai, J. Redfern, J. Pritchett, C. M. Liauw, J. Verran, et al., Colloids Surf. B, Biointerfaces, 173, 52–57 (2019).

14. P. Lalueza, M. Monzón, M. Arruebo, J. Santamaría, Mater. Res. Bull., 46, 2070 (2011).

15. H. Kourai, K. Nakagawa, Y. Yamada, J. Antibact. Antifung. Agents Jpn, 21, 77 (1993).

16. Shaozao Tan, Liling Zhang, Langhuan Huang, Jianer Zhou, Weilliang Liu, J. Ceram. Soc. Jap., 115, No. 4, 269–271 (2007).

17. Shaozao Tan, Yousheng Ouyang, Liling Zhang, Yiben Chen, Yingliang Liu, Mater. Lett., 62, 2122–2124 (2008).

18. Shaozao Tan, Liling Zhang, Yingliang Liu, Qingshan Shi, Yousheng Ouyang, Yiben Chen, J. Ceram. Soc. Jap., 116, No. 6, 767–770 (2008).

19. Sirikamon Saengmee-anupharb, Sroisiri Thaweboon, Taweechai Amornsakchai, Boonyanit Thaweboon, Surachai Dechkunakorn, Theeralaksana Suddhasthira, Toemsak Srikhirin, J. Appl. Polymer Sci., 124, No. 5, 4016–4024 (2012).

20. https://patents.google.com/patent/CN102239887A/en

21. https://patents.google.com/patent/WO2017092234A1/en

22. P. A. N. de Yro, J. C. A. Babaan, K. M. P. Ortiz, C. M. Escutin, M. L. Ebarvia, Mater. Sci. Forum, 1085, 3–8 (2023); doi: 10.4028/p-951bgo.

23. S. Nakayama, J. Ceram. Soc. Jap., 120, No. 8, 334–337 (2012).

24. Jiu-Yang Yang, Chun-Ming Zheng, Yan-Qing Wangb, Ming-Lin Guo, RSC Adv., 4, 42971–42976 (2014).

25. Hirokazu Miyoshi, Masamitsu Ieyasu, Tomio Yoshino, Hiroki Kourai, J. Photochem. and Photobiol. A: Chem., 112, 239–244 (1998).

26. Wang Jing, Ji Zhi Jiang, Shui Zhong He, Yang Yang, Zhao Chun Yan, Wang Xiao Yan, Korean J. Chem. Eng., 33, No. 3, 952–957 (2016).