Selvindlejrende sølvnanopartikler:Forskere finder sølvforet i bomuldsgin-affald

Bomuldsgin-affald, også kendt som bomuldsgin-affald, er et biprodukt af bomulds-egreneringsprocessen og opstår, når bomuldsfibrene adskilles fra frøbollen. For bomuldsgin-affald er skatten dens skjulte potentiale til at omdanne sølvioner til sølvnanopartikler og skabe et nyt hybridmateriale, der kan bruges til at tilføje antimikrobielle egenskaber til forbrugerprodukter, såsom aerogeler, emballage eller kompositter.

Sølv nanopartikler er meget eftertragtede produkter i den nanoteknologiske industri på grund af deres antibakterielle, svampedræbende, antivirale, elektriske og optiske egenskaber. Disse nanopartikler har en anslået global produktion på 500 tons om året og anvendes i vid udstrækning til forbrugsvarer såsom tekstiler, belægninger, maling, pigmenter, elektronik, optik og emballage.

I en undersøgelse offentliggjort i ACS Omega , afslørede forskere fra United States Department of Agriculture (USDA)'s Agricultural Research Service (ARS) bomuldsgin-affaldets evne til at syntetisere og generere sølvnanopartikler i nærværelse af sølvioner.

"Vores metode lader ikke kun bomuldsgin-affald fungere som kemiske midler til fremstilling af sølvnanopartikler, hvilket gør det omkostningseffektivt og miljøvenligt, men gør det også muligt at indlejre nanopartiklerne i bomuldsgin-affaldsmatrixen," siger Sunghyun Nam, forskningsingeniør ved ARS's Cotton Kemi- og anvendelsesforskningsenhed i New Orleans. "Ved at indlejre dem i bomuldsgin-affaldet opnår disse materialer antimikrobielle egenskaber."

Nam sagde, at forskerne brugte en simpel varmebehandling af bomuldsgin affaldsmaterialer i vand indeholdende sølvioner, der producerede sølvnanopartikler uden behov for yderligere kemiske midler.

Denne opdagelse er væsentlig, da fremstilling af sølvnanopartikler normalt kræver kemiske midler, som kan være dyre og udgøre miljømæssige bekymringer. Det kan også være en udfordring at indlejre nanopartikler i et materiale.

At udvikle nanopartikelindlejringsteknologi er ikke nyt for Nam og hendes team. De har tidligere udviklet vaskbare antimikrobielle servietter ved at bruge rå bomuldsfibre, der producerede sølv nanopartikler inde i fiberen. De indlejrede sølv nanopartikler kan fortsætte med at dræbe skadelige bakterier vask efter vask.

Der genereres årligt store mængder bomuldsgin-affald, og bomuldsegreneringsindustrien søger altid nye bæredygtige processer, der opgraderer afgrøderester.

"Vores forskning baner vejen for nye materialeanvendelser af bomuldsgin-affald, der kan beskytte mod mikrobiel forurening," sagde Nam.

Der er for nylig indgivet en foreløbig patentansøgning på de selvindlejrende sølvnanopartiklers biomasseaffaldssammensætninger.

Flere oplysninger: Sunghyun Nam et al, Afsløring af den skjulte værdi af Cotton Gin Waste:Natural Synthesis and Hosting of Silver Nanopartikler, ACS Omega (2023). DOI:10.1021/acsomega.3c03653

Journaloplysninger: ACS Omega

Leveret af Agricultural Research Service