α의 영향

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12358(2023) 이 기사 인용

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현재 연구는 에너지 저장, 광전자 응용, 생물학적 제어 및 식물 질병 관리를 위한 카르복시메틸 셀룰로오스-폴리아크릴아미드(Na-CMC-PAAm) 혼합물의 사용을 개선하는 것을 목표로 합니다. 나노 크기의 재료(α-Fe2O3 나노플레이트(NP), CuO NP 및 GO 나노시트(NS)가 합성되어 블렌드에 통합되었습니다. 사용된 필러의 상 순도 및 형태는 XRD 및 HR-TEM을 통해 연구되었습니다. XRD 및 FTIR 스펙트럼을 사용하여 나노필러와 블렌드 체인 사이의 상호 작용 및 복합체화를 조사했으며, EDS 및 FE-SEM 분석을 사용하여 나노복합체의 화학적 조성 및 표면 형태를 연구했습니다. UV-vis-NIR 스펙트럼을 통해 블렌드가 투과율은 약 95% 정도이고, 도핑 후 10~30% 정도 감소하며 블렌드의 광학적 간격뿐만 아니라 흡수율과 굴절률도 도핑에 의해 큰 영향을 받습니다. 303K 및 4.0MHz에서 혼합물의 최대 ac 전도도는 21.5 × 10-4 S/m이며 CuO NP 도핑 후 23.5 × 10-4 S/m으로 증가했습니다. 열 안정성, 활성화 에너지, 응력 – 변형률 곡선 및 인장 강도는 필러 유형에 따라 다릅니다. 혼합물을 제외한 모든 나노복합체 용액은 수확 전 및 수확 후 식물병원성 진균에 대해 광범위한 항진균 특성을 나타냈습니다. 조사된 곰팡이 중 Aspergillus niger는 테스트된 나노복합체 용액에 대해 높은 민감성을 나타냈습니다. 또한, CuO/블렌드 나노복합체는 테스트된 모든 곰팡이에 대해 가장 높은 항진균 활성을 나타냈습니다. 이를 바탕으로 우리는 수확 전후 곰팡이 식물 질병을 통제하고 퇴치하기 위해 CuO/블렌드 및 GO/블렌드 나노복합체의 사용을 제안합니다.

두 개 이상의 서로 다른 폴리머를 결합하는 것은 고유한 물리적 특성을 지닌 혼합물을 만드는 실용적이고 쉬운 방법입니다. 이 접근법은 생산된 재료의 새로운 용도와 기초 과학에 대한 기여로 인해 점점 더 주목을 받고 있습니다1,2,3,4,5,6. 나트륨 염 Na-CMC는 반결정성, 수용성, 식용 및 음이온성 중합체입니다. 가용성과 낮은 독성 외에도 구조에 많은 COOH/OH 그룹이 존재하여 금속 이온과 놀라운 배위 상호 작용을 생성합니다7. 다른 바이오폴리머와 비교하여 Na-CMC는 응집성, 점도, 투명성 때문에 선호됩니다. Na-CMC는 전분에 비해 인장 강도가 높고 파단 연신율이 낮습니다. 또한, 인장강도는 키토산과 알긴산나트륨보다 낮고, 파단 신장률은 둘 사이에 해당합니다8. Na-CMC는 식품 산업(예: 식품 포장, 약물 전달, 조직 공학 등)9의 여러 응용 분야에 필요한 흥미로운 기능으로 인해 연구 그룹의 관심을 끌었습니다. 생분해성과 생체적합성은 음식물 쓰레기의 재활용, 지속가능성, 식품의 유통기한 연장에 필수적입니다8.

마찬가지로 PAAm은 (-CONH2) 그룹을 갖는 선형, 친수성, 무독성, 무정형 폴리머입니다. 이러한 특성은 식품 포장, 폐수 정화 및 3D 프린팅 응용 분야에 대한 광범위한 실제 용도를 제공합니다. 그러나 기계적 특성이 약하기 때문에 일부 연구자들은 PAAm을 Na-CMC와 혼합하여 기계적 강도와 필름 형성 능력을 향상시키는 것을 목표로 했습니다.

우수한 혼화성과 공통 특성을 기반으로 여러 연구 그룹에서 Na-CMC-PAAm 혼합물의 제조를 보고하고 이 혼합물의 물리화학적 및 생물학적 특성에 대한 다양한 나노필러의 효과를 연구했습니다. -CONH2 그룹은 약물 분자와의 상호 작용을 생성할 수 있으므로 약물 방출 및 확산, 기타 의료 및 제약 응용 분야에 PAAm의 사용을 촉진합니다6. Morsi 등7은 에너지 저장 및 마이크로 전자 장치용 Li4Ti5O12/Na-CMC-PAAm 나노복합체, 조정 가능한 나노 유전체 및 Li 배터리용 고체 고분자 전해질을 개발했습니다. Li 폴리아크릴레이트와 PAAm으로 구성된 혼합물은 (13.8 ± 2.4) × 10-5 S/m의 이온 전도성과 물 분해 반응에서 높은 과전위를 달성하여 고체 전기화학 커패시터에 유용한 것으로 입증되었습니다. Nascimento 등14은 농약의 제어 방출을 위한 운반체로 사용하기 위해 매우 다공성 구조를 가진 Na-CMC-PAAm-cloisite-Na+ 나노점토 하이드로겔을 제조하기 위해 자유 라디칼 중합 경로를 적용했습니다. Yadava et al.15은 GO/CMC/알긴산염 복합재를 준비하고 1wt% GO를 첨가하면 인장 강도와 영률이 각각 40%와 1128% 향상된다는 사실을 발견했습니다.