Elektrospray Yatırma Sistemi İle Yeni Tio2–Ag+Zro2 İnce Filmlerin Antimikrobiyal ve Çok Fonksiyonel Kullanımı Üretimi

Abstract

Diğer tüm yaşam alanlarında olduğu gibi endüstriyel alanda da mantar veya bakteri olarak çok sayıda mikroorganizma bulunur. Bu mikroorganizmaların hemen hemen insan yaşamı üzerinde olumsuz etkileri vardır. Bu nedenle her alanda sağlık hizmeti için bakteri ve mantarların endüstriyel ekipmanların (ilaç ve gıda sanayi ekipmanları) yüzeyine olan etkileri en aza indirilmeli veya ortadan kaldırılmalıdır. Bu çalışmada, paslanmaz çelik substrat üzerinde antimikrobiyal ve çok işlevli bir hibrit ince film titanya (TiO2), gümüş nanopartiküller (AgNP'ler) ve itriya ile stabilize edilmiş zirkonya (YSZ) ürettik. Gümüş nanopartiküller, güçlü antimikrobiyal değerlendirmesi nedeniyle farklı tıbbi alanlarda tarihsel olarak yorumlanması nedeniyle antimikrobiyal ajan olmuştur. Titania ve itriya ile stabilize edilmiş zirkonya, termal ve korozyon direncini artırır. İlk aşamada, altı farklı konsantrasyonda (1 mM, 3 mM, 5 mM, 7 mM, 9 mM ve 18 mM) kolloid gümüş nanopartiküller sol-jel tekniği ile sentezlendi. Kolloid gümüş nanopartiküller, süspansiyon ajanı olarak etilen glikol ilavesiyle gümüş nitrat tuzu ve trisodyum sitratın termal kimyasal indirgeme yöntemi ile üretildi. İkinci adımda, kaplama süspansiyonu olarak (ağırlıkça% 1) TiO2 ve (ağırlıkça% 1) YSZ nanotutu için iki farklı süspansiyon hazırlandı. 20 nm partikül büyüklüğüne sahip 1 gr TiO2 tozunun distile su, etanol, etilen glikol ve birkaç damla amonyak karışımı içinde çözülmesiyle titanya süspansiyonu hazırlandı. YSZ süspansiyonu, 25 nm partikül boyutuna sahip 1 g YSZ'nin 100 ml izopropanol çözeltisi içinde çözülmesiyle hazırlandı. Ardından, iki çözelti Elektrosprey Biriktirme işlemi ile kaplandı. TiO2 ve YSZ çözeltileri, nihai kaplama çözümünü üretmek için karıştırıldı. Kaplama sistemi olarak Elektrosprey Çökeltme cihazı kullanıldı. Çözeltilerin çelik alt tabaka üzerine kaplanmasından sonra Ar gazı altında 1000 ° C'de sinterleme yapıldı. Son aşamada, son kaplama çözümü olarak 5 mM sentezlenmiş kolloid gümüş nanopartiküller seçildi. İkinci adımda üretilen örneklerin üzerine gümüş nanopartiküller kaplandı. Daha sonra gümüş nanopartiküller elektrosprey tekniği ile kaplandı ve kaplanmış çelik substrat Ar gazı altında 450 ° C'de sinterlendi. Elde edilen kolloidler ve ince filmler (SEM), (EDX), (XRD) ve (AFM) kullanılarak karakterize edildi. İnce filmlerin antimikrobiyal aktivitesi Difüzyon Yöntemi ile yapılmış ve farklı mikroorganizma türlerine karşı araştırılmıştır.In the industrial field, as in all other life fields, a huge number of microorganisms exist as fungi or bacteria.Almost of these microorganisms have negative effects on human life. Therefore, for health care in all fields, the effects of bacteria and fungi on the surface of industrial equipments (pharmaceutical and food industry equipments) should be minimized or eliminated. In this study we produced an antimicrobial and multifunctional hybrid thin film of titania (TiO2), silver nanoparticles (AgNPs) and yttria-stabilized zirconia(YSZ) on stainless steel substrate. Silver nanoparticles have been the antimicrobial agent because of its historic rendering in different medical domains because of its vigorous antimicrobial assessment. Titania plus yttria-stabilized zirconia enhance thermal and corrosion resistance. In the first step, the colloid silver nanoparticles with six different concentrations (1 mM, 3 mM, 5 mM, 7 mM, 9 mM and 18 mM) were synthesized by sol-gel technique. Colloid silver nanoparticles were produced by a thermal chemical reduction method of silver nitrate salt and trisodium citrate with addition of ethylene glycol as a suspension agent. In the second step, two different suspensions were prepared for(1% wt.) TiO2 and (1% wt.)YSZ nanopowder as a coating suspension. Titania suspension prepared by dissolving 1 g of TiO2 powder with particle size 20 nm in a mixture of distilled water, ethanol, ethylene glycol and a few drops of ammonia. YSZ suspension was prepared by dissolving 1g of YSZ with particle size 25nm in a 100ml of isopropanol solution. Then, the two solutions were coating by Electrospray Deposition process. TiO2 and YSZ solutions were mixed to produce the final coating solution. Electrospray Deposition device was used as a coating system. After coating of the solutions on steel substrate, sintering was made under Ar gas at 1000°C. In the final step, 5mM of synthesized colloid silver nanoparticles was chosen to be the final coating solution. Silver nanoparticles were coated above the samples that were produced in the second step. Then, silver nanoparticles were coated by using electrospray technique and coated steel substrate was sintered under Ar gas at 450°C. The obtained colloids and thin films were characterized by using (SEM), (EDX), (XRD) and (AFM). The antimicrobial activity of thin films were performed by Diffusion Method and investigated against different types of microorganism.