دانلود رایگان ترجمه مقاله نانومواد ضد میکروبی برای ضدعفونی آب و کنترل میکروبی – الزویر ۲۰۰۸

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده

۱- مقدمه

۲- نانومواد آنتی باکتریال: مکانیسم های سمیت میکروبی

۲-۱ کیتوزان و پپتید های آنتی میکروبی

۲-۲ nAg

۲٫۳٫ TiO2

۲٫۴٫ اکسید روی

۲٫۵٫ فولرن

۲٫۶٫ نانولوله های کربنی

۳٫ کاربرد های فعلی و بالقوه برای ضد عفونی و کنترل میکروبی

۳٫۱٫ کیتوزان

۳٫۲٫ TiO2

۳٫۳٫ فولرینها و مشتقات

۳٫۴٫ نانولوله های کربنی

۳٫۵٫ اکسید روی

۳٫۶٫ ترکیب فن آوری های فعلی با فناوری نانو

۳٫۶٫۱٫ افزایش فیلتراسیون غشایی با فناوری نانو

۴٫ محدودیت های فناوری نانو برای تصفیه آب

۵٫ نیازهای پژوهشی مهم

۶٫ جمع بندی

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

۱- مقدمه
استفاده از فیلتراسیون شنی و ضد عفونی سازی با استفاده از کلر موجب شد تا بسیاری از بیماری های آبی در جهان توسعه یافته و پیشرفته نسبت به یک قرن پیش از بین برود. با این حال شیوع بیماری های آبی هنوز هم در سطح غیر منتظره ای بالا باقی مانده است. بر طبق داده های بر گرفته از گزارش هفتگی مرکز کنترل بیماری، امراض و مرگ و میر، ۱۵۵ شیوع و ۴۳۱٫۸۴۶ مورد بیماری در سیستم های آبی عمومی و فردی از ۱۹۹۱ تا ۲۰۰۰ وجود داشت( بخش شورای شیمی آمریکا ۲۰۰۳). در کل دنیا، بیماری های آبی به یک عامل اصلی مرگ و میر در بسیاری از کشور های در حال توسعه تبدیل شده است. بر طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی ۲۰۰۴، حداقل یک ششم جمعیت دنیا(۱٫۱ میلیارد نفر) به آب ایمن دسترسی ندارند( سازمان بهداشت جهانی ۲۰۰۴). آمار کشته های اسهال حدود ۲٫۲ میلیون نفر در سال است که کودکان زیر ۵ سال را نیز در بر می گیرد. در مورد اهمیت ضد عفونی سازی آب و کنترل میکروبی نمی توان اغراق کرد.
اگرچه روش های ضد عفونی سازی مورد استفاده در تصفیه آب قادر به کنترل پاتوژن های میکروبی می باشند، تحقیقات در طی دهه گذشته، به بررسی ضد عفونی سازی موثر و تشکل محصولات جانبی حاصل از ضد عفونی(DBP) پرداخته اند. مواد ضد عفونی کننده شیمیایی مورد استفاده توسط صنایع آب نظیر کلر، کلرامین و اوزون با ترکیبات و اجزای مختلف در آب طبیعی واکنش داده و تشکیل محصولات جانبی حاصل از ضد عفونی(DBP) داده اند و بسیاری از آن ها سرطان زا بوده است. بیش از ۶۰۰ محصولات جانبی حاصل از ضد عفونی(DBP) در منابع کزارش شده است( کراسنر و همکاران ۲۰۰۶). با در نظر گرفتن مکانیسم های تشکیل محصولات جانبی حاصل از ضد عفونی(DBP)، پیش بینی میشود که DBP متشکل از اکسیدان های شیمیایی مورد استفاده در تصفیه آب است( ترسل ۱۹۹۳). به علاوه مقاومت برخی از پاتوژن ها نظیر Cryptosporidium و Giardia به مواد ضد عفونی شیمیایی نیازمند دوز ضد عفونی بالایی است که منجر به تشکیل محصولات جانبی حاصل از ضد عفونی(DBP) می شوند. از این روی نیاز مبرمی به ارزیابی مجدد روش های ضد عفونی سازی سنتی و در نظر گرفتن رویکرد های نواورانه در راستای بهبود اطمینان پذیری و تقویت ضد عفونی ضمن اجتناب از تشکیل محصولات جانبی حاصل از ضد عفونی(DBP) وجود دارد.
رشد سریع نانوفناوری موجب شده است تا کاربرد های زیست محیطی نانومواد از اهمیت زیادی برخوردار شود. به ویژه این که، پتانسیل آن برای انقلاب و تحول در فرایند های تصفیه آب سنتی ، اخیرا اعلام شده است(USEPA، شانون و همکاران ۲۰۰۸). نانومواد شامل مواد جاذب ، کاتالیزور ها و سنسور های عالی به دلیل سطح مقطع بزرگ آن ها و واکنش پذیری بالا هستند. اخیرا، چندین نانومواد طبیعی و مهندسی شده ، خواص میکروبی قوی را نشان داده اند از جمله کیتوزان (. چی و همکاران، ۲۰۰۴) ، نانوذرات نقره (NAG)، TiO2 فوتوکاتالیستی (مورنز و همکاران، ۲۰۰۵٫) (چو و همکاران، ۲۰۰۵؛ وی و همکاران، ۱۹۹۴)، نانوذرات آبی فولرین (nC60) (لیون و همکاران، ۲۰۰۶)، و نانولوله های کربنی (CNT) (کانگ و همکاران، ۲۰۰۷). بر خلاف مواد ضد عفونی کننده شیمیایی سنتی، این نانومواد ضد میکروبی اکسیدان های قوی نمی باشند و در آب نسبتا کم اثر و ساکن هستند. از این روی، انتظار نمی رود که آن ها تولید DBP مضر کنند. در صورتی که آن ها در فرایند های تصفیه استفاده شوند می توانند پتانسیل خوبی برای جایگزینی و یا بهبود روش های ضد عفونی سازی سنتی باشند.
کاربرد بالقوه دیگر نانو مواد آنتی میکروبی، استفاده در سیستم های استفاده مجدد و تصفیه آب غیر متمرکز است. مفهوم سیستم های تصفیه آب غیر متمرکز و توزیع شده ، توجه زیادی را در سال های اخیر به دلیل مشکلات مربوط به از دست رفت آب و کاهش کیفیت مربوط به شبکه های توزیع قدیمی و افزایش هزینه های انرژی برای انتقال آب و نیز افزایش نیاز به منابع آبی جایگزین و استفاده مجدد از فاضلاب برای مناطق با کمبود آب و مسائل امنیت ملی، به خود معطوف کرده است(NRC، ۲۰۰۶، عاس ۲۰۰۰). از این روی گفته می شود که نامومواد کارکردی( عاملی)، ر ا می توان برای ایجاد سیستم های با عملکرد بالا، کوچک مقیاس برای افزایش مقاومت و استحکام شبکه های تامین آب، برای سیستم های غیر مرتبط با شبکه مرکزی و برای پاسخ های اورژانسی پس ازحوادث نامطلوب استفاده کرد.
این مقاله به مرور مکانیسم های آنتی میکروبی نانومواد مختلف، و کاربرد آن ها در ضد عفونی سازی آب و کنترل میکروبی و نیز محدودیت ها پرداخته و مرور منابعی را برای درک کنترل میکروبی و ضد عفونی سازی مبتنی بر نانوفناوری ارایه می کند.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Introduction

The use of sand filtration and chlorine disinfection marked the end of waterborne epidemics in the developed world more than a century ago. However, outbreaks of water borne diseases continue to occur at unexpected high levels. According to the data compiled from Center of Disease Control Morbidity and Mortality Weekly Report, there were 155 outbreaks and 431,846 cases of illness in public and individual U.S. water systems from 1991 to 2000 (Chlorine Chemistry Division of the American Chemistry Council, 2003). Worldwide, waterborne diseases remain the leading cause of death in many developing nations. According to the 2004 WHO report, at least one-sixth of the world population (1.1 billion people) lack access to safe water (WHO, 2004). The consequences are daunting: diarrhea kills about 2.2 million people every year, mostly children under the age of 5. The importance of water disinfection and microbial control cannot be overstated. Although disinfection methods currently used in drinking water treatment can effectively control microbial pathogens, research in the past few decades have revealed a dilemma between effective disinfection and formation of harmful disinfection byproducts (DBPs). Chemical disinfectants commonly used by the water industry such as free chlorine, chloramines and ozone can react with various constituents in natural water to form DBPs, many of which are carcinogens. More than 600 DBPs have been reported in the literature (Krasner et al., 2006). Considering the mechanisms of DBP formation, it has been predicted that DBPs will be formed any time chemical oxidants are used in water treatment (Trussell, 1993). Furthermore, the resistance of some pathogens, such as Cryptosporidium and Giardia, to conventional chemical disinfectants requires extremely high disinfectant dosage, leading to aggravated DBP formation. Therefore, there is an urgent need to reevaluate conventional disinfection methods and to consider innovative approaches that enhance the reliability and robustness of disinfection while avoiding DBP formation. The rapid growth in nanotechnology has spurred significant interest in the environmental applications of nanomaterials. In particular, its potential to revolutionize century-old conventional water treatment processes has been enunciated recently (USEPA, 2007; Shannon et al., 2008). Nanomaterials are excellent adsorbents, catalysts, and sensors due to their large specific surface area and high reactivity. More recently, several natural and engineered nanomaterials have also been shown to have strong antimicrobial properties, including chitosan (Qi et al., 2004), silver nanoparticles (nAg) (Morones et al., 2005), photocatalytic TiO2 (Cho et al., 2005; Wei et al., 1994), fullerol (Badireddy et al., 2007), aqueous fullerene nanoparticles (nC60) (Lyon et al., 2006), and carbon nanotubes (CNT) (Kang et al., 2007). Unlike conventional chemical disinfectants, these antimicrobial nanomaterials are not strong oxidants and are relatively inert in water. Therefore, they are not expected to produce harmful DBPs. If properly incorporated into treatment processes, they have the potential to replace or enhance conventional disinfection methods. Another potential application of antimicrobial nanomaterials is their use in decentralized or point-of-use water treatment and reuse systems. The concept of decentralized or distributed water treatment systems has attracted much attention in recent years due to concerns on water loss and quality deterioration associated with aging distribution networks and the increasing energy cost to transport water, as well as the increasing need for alternative water sources and wastewater reuse for areas with water shortage problems and national security issues (NRC, 2006; Haas, 2000). It is envisioned that functional nanomaterials, including those with antimicrobial properties, can be used to build high-performance, small-scale or point-of-use systems to increase the robustness of water supply networks, for water systems not connected to a central network, and for emergency response following catastrophic events. This paper reviews the antimicrobial mechanisms of several nanomaterials, discusses their applicability for water disinfection and microbial control as well as the limitations, and highlights critical research needs to realize nanotechnology-enabled disinfection and microbial control.