เทคโนโลยีการเตรียมดิน แร่-อินทรีย์ พอลิเมอร์ คอมโพสิต วัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

ในบรรดาวัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรียชนิดใหม่ที่มีแร่ธาตุจากดินเหนียว แร่ธาตุจากดินเหนียวส่วนใหญ่จะใช้เป็นพาหะสำหรับบรรจุสารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (เช่น โลหะ ออกไซด์ของโลหะ สารอินทรีย์) และความสามารถในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียยังคงมีจำกัด มีการใช้วิธีการที่หลากหลายในการเตรียมแร่ธาตุดินเหนียวดัดแปลง และวัสดุผสมที่ทำจากแร่ธาตุจากดินเหนียวและวัสดุอื่นๆ สามารถใช้เป็นวัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรียชนิดใหม่เพื่อสร้างผลการฆ่าเชื้อแบคทีเรียต่อแบคทีเรียหลายชนิด

แร่ธาตุจากดินสามารถเพิ่มความสามารถในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ด้วยวิธีการดัดแปลงต่างๆ (รวมถึงการดัดแปลงทางความร้อน การดัดแปลงกรด การดัดแปลงอนินทรีย์ของโลหะหรือออกไซด์ของโลหะ การดัดแปลงสารอินทรีย์และการดัดแปลงคอมโพสิต ฯลฯ) พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้น ความพรุนของแร่และการกระจายตัวดีขึ้น และความเสถียรทางความร้อนโดยรวมและความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุดีขึ้น แร่ธาตุจากดินเหนียวที่ใช้ในการดัดแปลงและเตรียมวัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ได้แก่ มอนต์มอริลโลไนต์ คาโอลิไนต์ ฮาลลอยไซต์ และเวอร์มิคูไลต์ ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านความสามารถในการดูดซับ

การเตรียมแร่ดินเหนียว-วัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรียโพลีเมอร์อินทรีย์มักจะหมายถึงการเพิ่มแร่ธาตุดินเหนียวดัดแปลงแบบอินทรีย์ลงในเมทริกซ์พอลิเมอร์อินทรีย์เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและกิจกรรมการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของวัสดุ วัสดุดังกล่าวส่วนใหญ่จะใช้เพื่อเตรียมผ้าฝ้ายนาโนไฟเบอร์ต้านเชื้อแบคทีเรีย แผ่นสำลี และฟิล์ม ฯลฯ แร่ธาตุจากดินเหนียวถูกใช้เป็นสารตัวเติมในวัสดุผสมเพื่อเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนและทางกลของวัสดุนาโน และแร่ธาตุจากดินเหนียวมักจะอยู่ที่ระดับนาโน

เนื่องจากแร่ธาตุจากดินเหนียวไม่สามารถเข้ากันได้ดีกับโมเลกุลอินทรีย์ สารประกอบอินทรีย์มักใช้ในการดัดแปลงแร่ธาตุจากดินเหนียวเพื่อเพิ่มการกระจายตัวของแร่ธาตุดินเหนียวในตัวทำละลายอินทรีย์ และรับประกันความเข้ากันได้สูงระหว่างสารประกอบอินทรีย์ที่ตามมาและแร่ธาตุดินเหนียวดัดแปลง เพศ. การดัดแปลงแบบอินทรีย์มักใช้สารลดแรงตึงผิวที่มีประจุลบและประจุบวก (เกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียมและสารประกอบไฮบริดเป็นส่วนประกอบที่พบบ่อยที่สุด) โดยการเปลี่ยนคุณสมบัติพื้นผิวของดินเหนียว (เปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของพื้นผิวและความไม่ชอบน้ำของพื้นผิว) หรือการใส่อินทรียวัตถุเข้าไปในชั้น interlayer (เพิ่ม อินเตอร์เลเยอร์) โดเมนและกลายเป็นไม่ชอบน้ำระหว่างชั้น) เพื่อให้เกิดการดัดแปลง เมทริกซ์พอลิเมอร์อินทรีย์ที่ใช้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโพลิโพรพิลีน โพลิเอทิลีน โพลิเอทิลีนเทเรพทาเลต โพลียูรีเทน โพลีสไตรีน โพลิเอไมด์ โพลิโอเลฟิน และอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน ไบโอโพลีเมอร์ เช่น เซลลูโลส แป้ง พลาสติกที่ได้จากข้าวโพด กรดโพลิแลกติก ฯลฯ ได้รับความสนใจเนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความสามารถในการหมุนเวียน

เนื่องจากความเข้ากันได้สูงระหว่างดินเหนียวออร์กาโนโมดิฟายด์และโพลีเมอร์ ดินเหนียวออร์กาโนโมดิฟายด์จึงกลายเป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการเสริมคุณสมบัติของเมทริกซ์โพลีเมอร์ และใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารตั้งต้นสำหรับวัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรีย คุณสมบัติของวัสดุผสมฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้รับผลกระทบจากขนาดของส่วนประกอบต่างๆ และระดับของการผสมระหว่างหลายขั้นตอน ในระหว่างขั้นตอนการเตรียมการ มักจะเกิดวัสดุคอมโพสิตที่มีการแทรกสอดสามประเภท วัสดุผสมที่ขัดผิวด้วยดินเหนียว และวัสดุคอมโพสิตที่ตกตะกอน

ในนาโนคอมโพสิตที่มีการแทรกสอด มอยอิตีของสายโซ่โพลีเมอร์จะถูกแทรกอย่างสม่ำเสมอระหว่างชั้นของดินเหนียว ในนาโนคอมโพสิตที่มีการผลัดเซลล์ผิว ชั้นของหน่วยโครงสร้างดินเหนียวแต่ละชั้นจะค่อนข้างแยกออกจากกันอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์พอลิเมอร์แบบต่อเนื่อง และชั้นหน่วยโครงสร้างที่เป็นดินเหนียวจะขัดผิวอย่างสมบูรณ์ในเมทริกซ์พอลิเมอร์ นาโนคอมโพสิตที่ตกตะกอนหมายถึงปรากฏการณ์ของ “การตกตะกอน” คล้ายกับปฏิกิริยาของขอบไฮดรอกซิเลตระหว่างชั้นหน่วยโครงสร้างแร่ดินเหนียว โดเมนระหว่างชั้นจะลดลง และพอลิเมอร์และเฟสแร่ดินเหนียวจะถูกแยกออกในระดับหนึ่ง

เพื่อศึกษาฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียของนาโนคอมโพสิตมอนท์มอริลโลไนต์-ไคโตซานที่บรรจุด้วย Cu การสังเคราะห์คอมโพสิตทำได้โดยการแลกเปลี่ยนไอออนโดยการวางมอนต์มอริลโลไนต์ในตัวกลางที่มีคอปเปอร์ซัลเฟต อัตราการตายของวัสดุฆ่าเชื้อแบคทีเรียในเชื้อ Escherichia coli สูงถึง 99.98% และ Staphylococcus aureus ทั้งหมดเสียชีวิตหลังจากได้รับการบำบัดด้วยวัสดุ