Nanokomponenty

Nanokomponenty – Nanosrebro: nanoAg

Bakteriobójcze działanie srebra znane jest nam od wieków – bardzo szybko zaobserwowano, że przechowywana w srebrnych naczyniach żywność dłużej zachowuje swoją świeżość.

Średniowieczne odkrycia dowiodły że sproszkowane srebro i jego związki skutecznie goją rany. 

Najnowsze osiągnięcia inżynierii materiałowej to nanomateriały ze sprawdzonym biobójczym działaniem srebra na bakterie i zarodniki grzybów. Nasze nanosrebro jego komponenty charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością działania, trwałością i zabezpiecza chronione powierzchnie przed rozwojem kolonii bakterii i grzybów.

Jak działa nanosrebro?

Wiąże się z głównym składnikiem ściany komórkowej bakterii peptydoglikanem, powodując uszkodzenia jej struktury, co ogranicza wzajemną wymianę składników pomiędzy cytoplazmą bakterii a środowiskiem zewnętrznym.  Kolejnym miejscem oddziaływania jest cytoplazma bakterii i jej enzymy. Nanosrebro wiąże się z cysteiną – aminokwasem stanowiącym podstawę budowy każdego enzymu. W efekcie niszczy struktury przestrzenne białka i dezaktywuje jego funkcje. Najważniejsze jednak jest działanie nanosrebra na DNA bakterii w jej cytoplazmie. Srebro jako pierwiastek d-elektronowy bardzo łatwo łączy się z azotem i aminami wchodzącymi w skład zasad purynowych i pirymidynowych DNA. Wytworzenie kompleksu DNA/srebro powoduje nieodwracalne uszkodzenie materiału genetycznego bakterii. 

Przewagą nanosrebra nad środkami chemicznymi jest jego permanentne działanie związane z systematycznym wydzielaniem jonów srebra niszczących mikroorganizmy. Powierzchnia pokryta nanosrebrem uniemożliwia ich rozwój i ogranicza do minimum ryzyko infekcji.

Działanie nanosrebra uwalnianego z krążka nasyconego koloidem 5 ppm nanoAg (0,005 g/1 litr):

Nanokomponenty

  1. pałeczka okrężnicy 
  2. gronkowiec złocisty
  3. pałeczka ropy błękitnej

Powyższe szczepy odpowiadają za zakażenia pokarmu, przedmiotów użytkowych, zwierząt oraz ludzi. Wywołują wiele chorób, często z silnymi powikłaniami.

Zdjęcia pokazują, że w środowisku wilgotnym oprócz biobójczego oddziaływania na stylu samego krążka występuje jeszcze dość duża strefa chroniona poprzez migrujące z nanocząstek srebra – jony srebra. Są to strefy nawet centymetrowe, co dla świata bakterii oznacza ogromną przestrzeń. W praktyce tworząc barierową powłokę ochronną można stosować stężenia od 5 ppm do 50 ppm nano Ag w roztworze, zależnie od przeznaczenia i materiału.


Nanokomponenty – Nanomiedź: nano CuO, nano Cu2O

Działanie miedzi na drobnoustroje i grzyby także jest znane od wieków. Miedziane blachy na obiciach statków ograniczały rozwój glonów i wodorostwów. Z miedzi wyrabiano również różnego rodzaju naczynia do przechowywania żywności. 

Miedź i jej związki wykazują bardzo dobre właściwości antygrzybiczne. Grzyby zbudowane są głównie z chitozanu, który ma bardzo podobną budowę do celulozy i stanowi mocną izolację przed wpływem czynników zewnętrznych. Nanocząstki miedzi potrafią przenikać przez tę barierę i zapoczątkować cykl reakcji redoks we wnętrzu komórki. Zaburzeniu ulega synteza białek grzyba, wzrost jego komórek i wytwarzanie chitozanu. W końcowym stadium, nie są one w stanie syntezować enzymów niezbędnych do życia. 

Nanokomponenty

  1. nanotlenek miedzi I nanoCu2O 
  2. nankomponent nano SiO2 + nanoCu2O
  3. nanokomponent nano Cu2O + nanoAg

Opracowaliśmy technologie produkcji nanocząstek i nanozwiązków miedzi. Układy te mają zastosowanie przy produkcji preparatów grzybobójczych, zabezpieczają materiały i powierzchnie wyrobów przed ich rozwojem (drewno, tworzywa, materiały budowlane, wyroby konstrukcyjne, kompozytowe. Nanomiedź wykazuje też działanie biostatyczne i antybakteryjne.

NanokomponentyNanocząstki aktywnego tlenku miedzi (nCu2O) na nośniku polimerowym.

Wyskalowano obszar wielkości 500 nm co oznacza że jedna podziałka wyznacza odległość 50 nm. Widzimy, że wielkość pojedynczych nanocząstek tlenku miedzi wynosi ok. 20-50 nm.

 

 

 

 

 

 

Nanokomponenty – Nanosrebro z nanokrzemionką

Nanokrzemionka SiO2 z 10% i 20% zawartością nano Ag

Jedna z naszych podstawowych technologii to synteza nanocząstek srebra na nośnikach. Zaletą syntezy nanosrebra jest wysoka wydajność, jakość i aktywność mikrobiologiczna. Otrzymane produkty mają postać proszków oraz koloidów. Zabezpieczają powierzchnię wyrobu jak również całą masę surowca lub składnika do produkcji. 

nanosrebro z 1

Zdjęcie nanocząstek srebra syntezowanych na nośniku nano krzemionkowym nAg/nSiO2, wykonane z wykorzystaniem mikroskopu transmisyjnego. Zdjęcie obrazuje strukturę kompleksu: nanocząstki srebra (kolor czarny), otaczające nanocząstki nośnika krzemionkowego (kolor szary). Wyskalowano obszar wielkości 100 nm, Jedna podziałka skali wyznacza odległość 10 nm.

Wielkość nanocząstek krzemionki SiO2 wynosi ok. 10-15 nm, wielkość pojedynczych nanocząstek srebra widocznych w niektórych obszarach jako pojedyncze czarne kropki zawiera się w przedziale 1-3 nm. Zamieszczone zdjęcia z pewnością potwierdzają że jakość naszych nanokompozytów oraz nanocząstek jest bardzo wysoka.






Nanokrzemionki – hydrofilowe i hydrofobowe

Nanokrzemionki wykorzystujemy do wytwarzania nanokomponentów hydrofilowych i hydrofobowych. W naszym laboratorium powstają produkty i komponenty poprawiające wchłanianie wody (hydrofilowe) oraz chroniące przed wchłanianiem wody (hydrofobowe). Aplikacja takich nanokomponentów do produktów znacząco poprawia ich właściwości i przedłuża okres użytkowania.

nanokrzemionki 1

                   Modyfikowana nankorzemionka SiO2                                       Żele hydrofobizujące z nanokrzemionkami SiO2