سنتز و بررسی کارآیی نانوکامپوزیت اسفنج پلی اورتانی سلول باز- اکسید نقره در گندزدایی آب

زمینه و هدف: یکی از مهم ترین و کارامدترین روش ها برای میکروب زدایی و تصفیه آب استفاده از نانوتکنولوژی می باشد. پخش نانوذرات اکسید نقره در ماتریس های پلیمری مختلف، به ویژه ماتریس اسفنج پلی اورتانی سلول باز برای تهیه نانوکامپوزیت های ضدمیکروبی با نسبت سطح به حجم بالا، می‌تواند روشی کارا در فرآیند تصفیه و ضدعفونی آب  باشد.روش بررسی: در پژوهش حاضر نانوذرات اکسید نقره داخل مواد اولیه اسفنج پلی‌اورتانی سلول‌باز پخش و در ادامه اسفنج پلی اورتانی باروش oneshot سنتز گردید. در ادامه قابلیت استفاده از اسفنج پلی اورتانی سنتز شده به عنوان عامل ضد باکتریایی جهت گندزدایی آب  با روش شمارش کلنی ها (کاهش تعداد باکتری های آب آلوده با گذشت زمان) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین سوسپانسیون                 نیم مک فارلند (cfu/ml 108×1.5) رقیق شده با سرم بیولوژیکی (2:1) از باکتری‌های اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس به عنوان آب آلوده به کارگرفته شدند. در نهایت خواص ساختاری اسفنج سنتز شده با استفاده از تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و طیف مادون قرمز تبدیل فوریهftir)) مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: در پایان 12 ساعت آزمون ضدباکتریایی مشخص گردید، نانوکامپوزیت تهیه شده خاصیت ضدباکتریایی قابل قبولی در برابر باکتری اشریشیاکلی و استافیلوکوکوس دارد. همین طور یافته ها نشان دادند، نانوکامپوزیت در شرایط معینی پس از 6 و 8 ساعت  به ترتیب از رشد باکتری های استافیلوکوکوس ارئوس و اشریشیا کلی جلوگیری کرده است. به طوری که پس از 6 و 8 ساعت برخورد با نانوکامپوزیت، تعداد باکتری های استافیلوکوکوس ارئوس و اشریشیا کلی موجود در آب آلوده به ترتیب 100 (cfu/ml 106*0t6=  cfu/ml,  106*50 t0=) و 30 (cfu/ml 106*35t8=  cfu/ml,  106*50 t0=) درصد کاهش یافته بودند.بحث و نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده توسعه این اسفنج ها و بکارگیری آن ها در فرایند تصفیه آب می تواند سبب کاهش چشم گیر استفاده از داروهای شیمیایی جهت کنترل عفونت‌ها شود. نانوذرات اکسید نقره به دلیل نسبت سطح به حجم بالا و  برهم کنش هایی که با دیواره باکتری ها دارند باعث آسیب به دیواره باکتریایی شده و ساختار سلولی باکتری ها را ازبین می برند.

Synthesis and Investigation of Open Cell Polyurethane Sponge-Silver Oxide Nanocomposite Efficacy in Water Disinfection

Background and Objective: The use of nanotechnology is one of the most important and effective methods for microbial enumeration and water treatment. Dispersing the silver oxide nanoparticles in different polymer matrixes (in particular, open cell polyurethane sponge matrixes) can be an efficient way in the water treatment and microbial enumeration.Method: In the present study, the silver oxide nanoparticles were dispersed into the open cell polyurethane sponge raw materials and then, the polyurethane sponge was synthesized using a Oneshot method. In addition, the usability of synthesized polyurethane sponge as an antibacterial agent for water disinfection was investigated by using plate counting (reducing the bacteria number in contaminated water over time) method. Also the 0.5 McFarland (1.5*108 CFU/ml) suspensions diluted with biomass serum (1:2) of Escherichia coli and Staphylococcus aureus were used as contaminated water. Ultimately, the structural properties of synthetic sponges were investigated using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).Findings: The end of 12 hours has been recognized the antimicrobial activities of the prepared sponges against Escherichia coli and Staphylococcus are acceptable. The results indicated that the antimicrobial activities of the prepared sponges against Escherichia coli and Staphylococcus are acceptable. The results also showed that nanocomposite in certain conditions after 6 and 8 hours prevented the growth of Staphylococcus aureus and Escherichia coli bacteria, respectively. So that after 6 and 8 hours contact with the nanocomposite, the number of Staphylococcus aureus and Escherichia coli bacteria in contaminated water was reduced by 100% (t0=50*106 CFU/ml, t6=0*106CFU/ml) and 30% (t0=50*106 CFU/ml, t8=35*106CFU/ml), respectively.Discussion and conclusion: Development and utilization of antimicrobial sponges in water treatment processes can reduce the use of chemical agents to infection control. Silver oxide nanoparticles, due to the high surfacetovolume ratio and interactions with the bacterial cell walls, cause damage to the bacterial cell walls and destroy the cellular structure of the bacteria.