Влияние α

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12358 (2023) Цитировать эту статью

366 Доступов

Подробности о метриках

Настоящая работа направлена ​​на улучшение использования смеси карбоксиметилцеллюлозы и полиакриламида (Na-CMC-PAAm) для хранения энергии, оптоэлектронных приложений, биологического контроля и борьбы с болезнями растений. Наноразмерные материалы (нанопластины α-Fe2O3 (NP), NP CuO и нанолисты GO (NS) были синтезированы и включены в смесь. Фазовая чистота и морфология использованных наполнителей были изучены методами XRD и HR-TEM. Взаимодействия и комплексообразование между нанонаполнителями и цепочками смеси были исследованы с использованием спектров XRD и FTIR. Химический состав и морфология поверхности нанокомпозитов были изучены с использованием EDS и FE-SEM анализа. Спектры UV-vis-NIR показали, что смесь демонстрирует Пропускание около 95%, снижается на 10–30% после легирования.Легирование сильно влияет на показатели поглощения и преломления, а также на оптические зазоры смеси.Диэлектрическая проницаемость и потери зависят от типа наполнителя и Максимальная проводимость смеси на переменном токе при 303 К и частоте 4,0 МГц составляет 21,5 × 10–4 См/м и увеличивается до 23,5 × 10–4 См/м после легирования НЧ CuO. Термическая стабильность, энергия активации, напряжение – кривые деформации и предел прочности зависят от типа наполнителя. Все растворы нанокомпозитов, за исключением смеси, проявили широкий спектр противогрибковых свойств в отношении фитопатогенных грибов до и после сбора урожая. Aspergillus niger среди исследованных грибов проявил высокую чувствительность к исследованным растворам нанокомпозитов. Кроме того, нанокомпозит CuO/смесь обладал самой высокой противогрибковой активностью в отношении всех протестированных грибов. Исходя из этого, мы предлагаем использовать нанокомпозиты CuO/смесь и GO/смесь для контроля и борьбы с грибковыми заболеваниями растений до и после сбора урожая.

Объединение двух или более разных полимеров — это практичный и простой метод создания смесей с уникальными физическими свойствами. Этот подход привлекает все большее внимание из-за ожидаемых новых применений производимых материалов, а также его вклада в фундаментальные науки1,2,3,4,5,6. Натриевая соль Na-CMC представляет собой полукристаллический, водорастворимый, пищевой и анионный полимер. Помимо доступности и низкой токсичности, наличие в его структуре множества групп COOH/OH создает прекрасные координационные взаимодействия с ионами металлов7. По сравнению с другими биополимерами Na-CMC предпочтительнее из-за его флокулирующих свойств, вязкости и прозрачности. Na-CMC имеет более высокую прочность на разрыв и меньшее удлинение при разрыве по сравнению с крахмалом. Кроме того, его прочность на разрыв ниже, чем у хитозана и альгината натрия, а его удлинение при разрыве находится между этими двумя показателями8. Na-CMC привлек внимание исследовательских групп благодаря своим интересным свойствам, необходимым для ряда применений в пищевой промышленности, например, для упаковки пищевых продуктов, доставки лекарств, тканевой инженерии и т. д.)9. Его биоразлагаемость и биосовместимость необходимы для переработки пищевых отходов, обеспечения устойчивости и увеличения срока годности пищевых продуктов8.

Аналогичным образом, ПААм представляет собой линейный гидрофильный нетоксичный аморфный полимер с группами (–CONH2). Эти свойства открывают широкий спектр практических применений для упаковки пищевых продуктов, очистки сточных вод и 3D-печати. Однако из-за его слабых механических свойств некоторые исследователи стремились смешать ПААм с Na-CMC, чтобы улучшить его механическую прочность и пленкообразующую способность7,10,11,12.

Основываясь на хорошей смешиваемости и общих характеристиках, несколько исследовательских групп сообщили о приготовлении смеси Na-CMC-PAAm и изучили влияние различных нанонаполнителей на физико-химические и биологические свойства этой смеси. Группа –CONH2 может взаимодействовать с молекулами лекарства и, следовательно, облегчать использование ПААм для высвобождения и распространения лекарств, а также для некоторых других медицинских и фармацевтических применений6. Морси и др.7 разработали нанокомпозиты Li4Ti5O12/Na-CMC-PAAm для накопителей энергии и микроэлектронных устройств, перестраиваемые нанодиэлектрики и твердые полимерные электролиты для литиевых батарей. Смесь, состоящая из полиакрилата Li и ПААм, достигла ионной проводимости (13,8 ± 2,4) × 10–5 См/м и высокого перенапряжения в реакциях разложения воды, что оказалось полезным для твердотельных электрохимических конденсаторов13. Насименто и др.14 применили метод свободнорадикальной полимеризации для приготовления гидрогеля наноглины Na-CMC-PAAm-клуизит-Na+ с очень пористой структурой для использования в качестве носителя для контролируемого высвобождения агрохимикатов. Ядава и др.15 приготовили композит ГО/КМЦ/альгинат и обнаружили, что включение 1 мас.% ГО улучшило прочность на разрыв и модуль Юнга на 40% и 1128% соответственно.