تهيه نانوكامپوزيت هيبريدي پلي‌آنيلين ـ كيتوسان ـ نانونقره و بررسي خواص فيزيكوشيميايي و ضدباكتري آن

Physicochemical and Antibacterial Properties of Synthesized Polyaniline-Chitosan-Nanosilver Hybrid Nanocomposite

در پژوهش حاضر، از پلي‌‌آنيلين (PANI) به‌عنوان پليمر رسانا و كيتوسان (Chito) به علت داشتن خواص ضد‌باكتري و نيز زيست‌‌سازگاري و زيست‌تخريب‌‌پذيري مناسب، به‌عنوان زيست‌پليمر استفاده شد. نانوذرات نقره (Ag) نيز به‌عنوان تقويت‌‌كننده خواص ضدباكتري براي تهيه نانوكامپوزيت PANI-Chito-Ag درنظر گرفته شد. كامپوزيت PANI-Chito و نانوكامپوزيت PANI-Chito-Ag، از پليمرشدن آنيلين در مجاورت كيتوسان و نقره تهيه شدند. براي بررسي خواص فيزيكوشيميايي و ضدباكتري كامپوزيت و نانوكامپوزيت‌هاي تهيه شده، درصدهاي وزني مختلف از اجزاي سازنده استفاده شد. براي بررسي خواص ضدباكتري نانوكامپوزيت PANI-Chito-Ag، آزمون‌هاي ضدباكتري با استفاده از دو نوع باكتري گرم مثبت استافيلوكوكوس اوريوس و باكتري گرم منفي اشرشياكلي انجام شد. نتايج به‌دست آمده نشان داد، افزايش مقدار كيتوسان و نقره به تركيب مدنظر باعث افزايش خاصيت ضدباكترياي نسبت به دو باكتري مي‌شود. نتايج آزمون زيست‌تخريب‌پذيري نشان داد، بيشتربودن مقدار كيتوسان در نانوكامپوزيت، باعث افزايش زيست‌تخريب‌‌پذيري آن شده و همچنين بيشتربودن غلظت باكتري استرپتومايسيس در خاك طبيعي باعث تخريب زودهنگام نمونه مي‌شود. نتايج آزمون‌‌گرماوزن‌سنجي (TGA) حاكي از بهبود پايداري گرمايي نانوكامپوزيت PANI-Chito-Ag نسبت به كيتوسان خالص است. طيف‌سنجي زيرقرمز تبديل فوريه، ميكروسكوپي الكتروني پويشي و پراش انرژي پرتو X براي مشخص‌كردن تركيب و ساختار نانوكامپوزيت سه‌جزيي هيبريدي PANI-Chito-Ag به‌كار گرفته شد. با اين روش‌ها وجود و پراكنش يكنواخت نانوذرات نقره در ماتريس پليمر تاييد شد.

Chitosan (Chito) as a biopolymer with high antibacterial, biocompatibility and biodegradability and polyaniline (PANI) as a conductive polymer and silver (Ag) nanoparticles to enhance antibacterial property were used to prepare polyanilin-chitosan-silver (PANI-Chito-Ag) nanocomposites. The synthesis of PANI-Chito composite and PANI-Chito-Ag nanocomposite was performed through aniline polymerization in the presence of Chito and Ag. In order to evaluate the physicochemical and antibacterial properties of synthesized composite and nanocomposites, several combinations of components with different weight ratios were used. Antibacterial tests were performed using two different types of bacteria: Escherichia coli (gram-negative bacteria) and Staphylococcus aureus (gram-positive bacteria) to determine the antibacterial capability of the PANI-Chito-Ag nanocomposite. The obtained results showed that higher Chito and silver contents produced stronger antibacterial property. The biodegradability test results confirmed that, the biodegradability increased as the content of Chito increased. Also, by increasing Streptomyces (gram-positive bacteria) concentration in natural soil, the biodegradability rate of nanocomposite was enhanced. The results obtained from thermogravimetric analysis (TGA) tests also indicated improvement in thermal stability of PANI-Chito-Ag nanocomposite compared to that of pure Chito. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to analyze and characterize the composition and structure of PANI-Chito-Ag triple hybrid nanocomposite. The results confirmed uniform distribution of Ag nanoparticles within the polymer matrix.