دانلود رایگان ترجمه مقاله اصلاح سطح پارچه پنبه با فیلم های چند لایه Nano-ZnO با روش رسوب لایه به لایه (نشریه اسپرینگر 2010)

اصلاح سطح پارچه پنبه با فیلم های چند لایه Nano-ZnO با استفاده از روش رسوب لایه به لایه

Modifying of Cotton Fabric Surface with Nano-ZnO Multilayer Films by Layer-by-Layer Deposition Method

چکيده
مقدمه
تجربی
مصالح
توصیف کاراکتر
اندازه گیری هاي طیف فوتوالکترون اشعهX -(XPS)
اندازه گیری استحکام کششی
اندازه گیری فعالیت ضد باکتریایی
اندازه گیری نفوذ UV و حفاظت
روش لباسشویی
نتایج و بحث
چندلايه nano-ZnO
نتیجه گیری

چکیده
فیلم هاي نانوکامپوزیت چندلايه مقاله اکسید مبتنی بر نانوذرات ZnO روي پارچه هاي پنبه بافته شده داراي يون مثبت از طریق روش خود مونتاژ لایه به لایه مولکولی ساخته مي شوند. برای بار سطحی کاتیونی، پارچه های پنبه ای با کلرید 2،3-epoxypropyltrimethylammonium (EP3MAC) به روش دسته-پد تحت پرداخت قرار مي گيرند.. XPS و SEM براي بررسی فیلم هاي چندلايه رسوب nano-ZnO بر روی پارچه های پنبه ای استفاده مي شوند. فیلم هاي nano-ZnO رسوب يافته روی پارچه های پنبه ای، فعالیت ضد میکروبی بسیار عالی را در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس به نمایش گذاشتند. همچنین نتایج نشان داد که پارچه پوشش داده شده با فیلم چندلايه افزایش nano-ZnO حفاظت از پارچه های پنبه ای را در مقابل تابش UV ارتقا مي دهد. تست های فیزیکی (استحکام کششی پود و تار نخ، نفوذپذیری هوا و ارزشهای سفیدی) بر روی پارچه ها، قبل و بعد از درمان با نانوذرات Zno به منظور بررسی اثر فرآیند لایه لایه(LbL) روي خواص پارچه پنبه انجام شد.
مقدمه
مونتاژ لایه به لایه (LbL)، اختراع شده توسط G. Decher، روشي منحصر به فرد برای ساخت فیلم هاي نازک کامپوزیتی است .جذب ترتیبی عکس متهم پلي کاتيون ها پلي آنيون ها بر روی سطوح جامد منجر به ایجاد فیلم های پلي الکتروليت چندلايه مي شود. رسوب ترتیبی چندلايه را می توان با فرو بردن بستر در محلول های کاتیونی و آنیونی به صورت متناوب انجام داد. پس از رسوب هر لایه، بستر در محلول مقدار سپيدي غوطه ور مي شود. هر دو مراحل جذب می تواند به صورت دوره ای براي تشکيل ساختارهای چند لایه در سطح بستر تکرار شود. طیف گسترده ای از مولکول هاي تابعی را می توان در فیلم، از جمله نانوذرات، رنگ ها، پروتئین ها و سایر ذرات فرامولکولي گنجانید[1-5]

نتیجه گیری

مونتاژ نانوذرات ZnO براي تشکيل فيلم چندلايه روي پارچه هاي پنبه اي توسط فرآيند رسوب لايه به لايه آماده شد. تحليل هاي XPS و SEM براي بررسي فيلم هاي چندلايه نانوکامپوزيت روي فيبرهاي پنبه اي به کارگرفته شد. نتايج ميکروگراف SEM نشاندهنده يک تفاوت چشمگير در مورفولوژي فيبرها قبل و بعد از فرآيند رسوب LBL بود. تحليل عنصري نشان داد که رابطه اي خطي بين تعداد لايه هاي رسوب يافته و محتواي Zn وجود دارد. فرآيند رسوب LbL با نانوذرات ZnO اثرات قابل توجهي روي نفوذپذيري هوا، مقدار سفيدي و ويژگي هاي استحکام کششي پارچه هاي پنبه اي ندارد. به طور مشخص نتيجه گيري شد که چندلايه nano-Zno روي پارچه هاي پنبه نشاندهنده فعاليت ضدباکتريايي عالي در برابر استافيکولوس اوئورس است. پارچه هاي پنبه اي که در آن فيلم هاي چندلايه nano-Zno توسط فرآيند Lbl رسوب مي يابند، داراي ويژگي حفاظت از UV نسبت به پارچه پرداخت نشده به علاوه فعاليت ضدباکتريايي کارامد بود. اين کار، يک روش ساده و جديد را براي رسوب فيلم نانوکامپوزيت nano-Zno روي پارچه هاي پنبه اي و کاربرد آنها در پارچه هاي پنبه اي براي دستيابي به عملکرد حفاظت UV و ضدباکتريايي ارائه مي دهد.

Abstract

ZnO nanoparticle–based multilayer nanocomposite films were fabricated on cationized woven cotton fabrics via layer-by-layer molecular self-assembly technique. For cationic surface charge, cotton fabrics were pretreated with 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride (EP3MAC) by pad-batch method. XPS and SEM were used to examine the deposited nano-ZnO multilayer films on the cotton fabrics. The nano-ZnO films deposited on cotton fabrics exhibited excellent antimicrobial activity against Staphylococcus aureus bacteria. The results also showed that the coated fabrics with nano-ZnO multilayer films enhanced the protection of cotton fabrics from UV radiation. Physical tests (tensile strength of weft and warp yarns, air permeability and whiteness values) were performed on the fabrics before and after the treatment with ZnO nanoparticles to evaluate the effect of layer-by-layer (LbL) process on cotton fabrics properties.

Introduction

Layer-by-layer assembly (LbL), invented by G. Decher, is a unique technique for the fabrication of composite thin films. The sequential adsorption of oppositely charged polycations and polyanions on solid surfaces leads to the buildup of polyelectrolyte multilayer films. The sequential multilayer deposition can be carried out by immersing the substrate into the cationic and anionic solutions, alternately. After deposition of each layer, the substrate is immersed into the washing solution. Both adsorption steps can be repeated cyclically to form multilayer structures on the surface of a substrate. A wide range of functional molecules can be incorporated within the film, including nanoparticles, dyes, proteins and other supramolecular species [1–5].

Conclusions

ZnO nanoparticles assembly for the multilayer film formation on the cotton fabrics were prepared by layer-bylayer deposition process. XPS and SEM analyses were employed to examine the nanocomposite multilayer films on the cotton fibers. The SEM micrograph results indicated a significant difference in the morphology of the fibers before and after the LbL deposition process. Elemental analysis showed that there is a linear relationship between the deposited numbers of layers and Zn content. LbL deposition process with ZnO nanoparticles does not considerable effects on the air permeability, whiteness value and tensile strength properties of cotton fabrics. It was clearly concluded that the nano-ZnO multilayer deposited on cotton fabrics showed excellent antibacterial activity against to Staphylococcus aureus bacteria. Cotton fabrics on which nano-ZnO multilayer films were deposited by LbL process were proved to have better UV protection property than the untreated fabric in addition to the efficient antibacterial activity. This work provides a novel and simple method for nano-ZnO nanocomposite film deposition on cotton fabrics and their application onto cotton fabrics to gain antibacterial and UV protection functions.