تهیه نانوکامپوزیت‌های اکسیدروی با استفاده از عصاره گیاه پونه وحشی کوهی به روش سبز برای کاربردهای بسته بندی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد و متالوژی، دانشگاه سمنان، سمنان. ایران

2 دانشکده فیزیک، پردیس علوم، دانشگا ه سمنان، سمنان. ایران

3 پژوهشکده علوم کاربردی، دانشگاه خوارزمی، تهران. ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوذرات اکسیدروی (ZnO) با استفاده از عصاره گیاه پونه وحشی و بدون استفاده از مواد شیمیایی خاص تهیه و در زیست بسپار کیتوسان قرار داده شدند. خواص نوری، ساختاری و ریخت­شناسی نمونه­های تهیه شده توسط مشخصه‌یابی‌های متفاوت از جمله طیف جذبی-عبوری، الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس(EDAX)، طیف‌سنجی فروسرخ (FTIR) و تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) بررسی شدند. متوسط اندازه‌ نانو ذرات ZnO با استفاده از معادله دبای شرر حدود 4/45 نانومتر پیش­بینی شد. همچنین، بررسی پراش پرتوی ایکس نشان داد نمونه دارای ساختار ورتزایت بدون هیچ قله اضافی یا اکسیدی است. با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایش EDX-Map حضور Zn در ساختار تایید شد. همچنین، پوشش بسپاری شفاف و زیست تخریب­پذیر تهیه شده در این پژوهش، ویژگی ضدمیکربی مناسبی را در مقابل باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی در مقایسه با پوشش کیتوسان خالص، برای کاربردهای بسته بندی نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Green Synthesis of ZnO Nanocomposites Using Wild Mentha pulegium Extract for Packaging Appilication

نویسندگان [English]

  • fateme nasiri jahroudi 1
  • Omid Mirzaee 1
  • Sanaz Alamdari 2
  • Mohammad hosein Majlesara 3
1 Faculty of Materials and Metallurgical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
2 Faculty of Physics, Semnan University, Semnan, Iran
3 Applied Science Research Center(ASRC), Kharazmi University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this study, zinc oxide (ZnO) nanoparticles were synthesized using Wild Mentha pulegium extract without the use of chemicals and then embedded in chitosan biopolymer. The optical, structural and morphological properties of the prepared ZnO were investigated by various characterization methods including UV-vis, XRD, EDAX, FTIR and FESEM measurements. The average size of ZnO nanoparticles was estimated to be 45.4 nm using the Debye Scherrer equation. Also, X-ray diffraction result showed that the synthesized sample has a wurtzite crystal structure without any additional or oxide peaks and it is consistent with previous reports. According to the results obtained from the EDX-Map measurement, the presence of Zn in the structure that was synthesized using the extract was confirmed. Also, the prepared transparent and biocompatible polymer coating showed good antibacterial and UV filtering properties for packaging applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • ZnO
  • Green synthesis
  • Extract
  • Antibacterial properties
  • Chitosan
 
[1] M.V. Sujitha, S. Kannan, “Green synthesis of gold nanoparticles using Citrus fruits (Citrus limon, Citrus reticulata and Citrus sinensis) aqueous extract and its characterization,” Spectrochemical Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 102, 15-23, 2013.
[2] S. Kaviya, J. Santhanalakshmi, B. Viswanathan, J. Muthumary, K. Srinivasan, “Biosynthesis of silver nanoparticles using Citrus sinensis peel extract and its antibacterial activity,” Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 79, 3, 594-598, 2011.
[3] A.M. Amanulla, R. Sundaram, “Green synthesis of TiO2 nanoparticles using orange peel extract for antibacterial, cytotoxicity and humidity sensor applications,” Materials Today: Proceedings, 8, 323-331, 2019.
[4] S. Alamdari, M.J. Tafreshi, M. Sasani Ghamsari, “The effects of indium precursors on the structural, optical and electrical properties of nanostructured thin ZnO films,” Materials Letters, 197, 94-97, 2017.
[5] M. Sasani Ghamsari, S. Alamdari, W. Han, H.H. Park, “Impact of nanostructured thin ZnO film in ultraviolet protection,” International journal of nanomedicine, 12, 207, 2017.
[6] S.R. Senthilkumar, T. Sivakumar, “Green tea (Camellia sinensis) mediated synthesis of zinc oxide (ZnO) nanoparticles and studies on their antimicrobial activities,” International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 6, 6, 461-465, 2014.
[7] T. Bhuyan, K. Mishra, M. Khanuja, R. Prasad, and A. Varma, “Biosynthesis of zinc oxide nanoparticles from Azadirachta indica for antibacterial and photocatalytic applications,” Materials Science in Semiconductor Processing, 32, 55-61, 2015.
[8] K. Ali, S. Dwivedi, A. Azam, Q. Saquib, M. S.Al-Said, A.A. Alkhedhairy, J. Musarrat, “Aloe vera extract functionalized zinc oxide nanoparticles as nanoantibiotics against multi-drug resistant clinical bacterial isolates,” Journal of colloid and interface science, 472, 145-156, 2016.
[9] AM.  Awwad, MW. Amer, NM. Salem, AO. Abdeen, “Green synthesis of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) using Ailanthus altissima fruit extracts and antibacterial activity,” Chemistry International, 6, 3, 151-159, 2020.
[10] S. Alamdari, MS. Ghamsari, MHM. Ara, B. Efafi, “Highly concentrated IZO colloidal nanocrystals with blue/orange/ red three-color emission,” Materials Letters, 158, 202-204, 2015.
[11] S. Alamdari, M. Sasani Ghamsari, C. Lee, W. Han, M. Jafar Tafreshi, H. Afarideh, MH. Majles Ara, “Preparation and Characterization of Zinc Oxide Nanoparticles Using Leaf Extract of Sambucus ebulus,” Applied Sciences, 10, 10, 3620, 2020.
[12] PM. Rahman, VMA. Mujeeb, K. Muraleedharan, “Flexible chitosan-nano ZnO antimicrobial pouches as a new material for extending the shelf life of raw meat,” International journal of biological macromolecules, 97, 382-391, 2017.
[13] M. Bandeira, M. Giovanela, M. Roesch-Ely, D. M. Devine, J. da Silva Crespo, “Green synthesis of zinc oxide nanoparticles: A review of the synthesis methodology and mechanism of formation," Sustainable Chemistry and Pharmacy, 15, 100223, 2020.
[14] M. Heinlaan, A. Ivask, I. Blinova, HC. Dubourguier, A. Kahru, “Toxicity of nanosized and bulk ZnO, CuO and TiO2 to bacteria Vibrio fischeri and crustaceans Daphnia magna and Thamnocephalus platyurus," Chemosphere, 71, 7, 1308-1316, 2008.
[15] K. Hai Le, M. Dac-Binh Nguyen, L. Dai Tran, H. P. Nguyen Thi, C. Van Tran, K. Van Tran, Hoai P.Nguyen Thi, N. Dinh Thi, Y. Soo Yoon, D. Duc Nguyen, D. Duc La, “A novel antimicrobial ZnO nanoparticles-added polysaccharide edible coating for the preservation of postharvest avocado under ambient conditions", Progress in Organic Coatings, 158 106339, (2021)