Influenza di α

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12358 (2023) Citare questo articolo

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Il presente lavoro mira a migliorare gli usi della miscela carbossimetilcellulosa-poliacrilammide (Na-CMC-PAAm) per lo stoccaggio di energia, applicazioni optoelettroniche, controllo biologico e gestione delle malattie delle piante. Materiali di nanodimensioni (nanopiastre α-Fe2O3 (NP), CuO NP e nanofogli GO (NS) sono stati sintetizzati e incorporati nella miscela. La purezza di fase e le morfologie dei riempitivi utilizzati sono state studiate da XRD e HR-TEM. Le interazioni e la complessazione tra i nano-riempitivi e le catene della miscela sono state studiate utilizzando gli spettri XRD e FTIR. La composizione chimica e la morfologia superficiale dei nanocompositi sono state studiate utilizzando l'analisi EDS e FE-SEM. Gli spettri UV-vis-NIR hanno rivelato che la miscela mostra circa il 95% di trasmittanza, ridotta del 10–30% dopo il drogaggio. L'assorbimento e gli indici di rifrazione, nonché le lacune ottiche della miscela, sono stati notevolmente influenzati dal drogaggio. La costante dielettrica e la perdita dipendono dal tipo di riempitivo e dal frequenza applicata. La massima conduttività alternata della miscela a 303 K e 4,0 MHz è 21,5 × 10–4 S/m e aumenta a 23,5 × 10–4 S/m dopo il drogaggio con CuO NP. La stabilità termica, l'energia di attivazione, lo stress –le curve di deformazione e la resistenza alla trazione dipendono dal tipo di riempitivo. Tutte le soluzioni nanocomposite, ad eccezione della miscela, hanno mostrato un'ampia gamma di proprietà antifungine contro i funghi fitopatogeni pre e post raccolta. L'Aspergillus niger tra i funghi esaminati ha mostrato un'elevata sensibilità alle soluzioni nanocomposite testate. Inoltre, il nanocomposito CuO/miscela aveva la più alta attività antifungina contro tutti i funghi testati. Sulla base di ciò, suggeriamo l’uso di nanocompositi CuO/blend e GO/blend per controllare e combattere le malattie fungine delle piante pre e post-raccolta.

Combinare due o più polimeri diversi è un metodo pratico e semplice per creare miscele dalle proprietà fisiche uniche. Questo approccio sta guadagnando sempre più attenzione a causa dei nuovi usi attesi dei materiali prodotti e del suo contributo alle scienze di base1,2,3,4,5,6. Il sale sodico Na-CMC è un polimero semicristallino, solvente in acqua, edibile e anionico. Oltre alla sua disponibilità e bassa tossicità, l'esistenza di molti gruppi COOH/OH nella sua struttura crea meravigliose interazioni di coordinazione con gli ioni metallici7. Rispetto ad altri biopolimeri, il Na-CMC è preferito per le sue proprietà flocculanti, viscosità e trasparenza. Na-CMC ha una maggiore resistenza alla trazione e un minore allungamento a rottura rispetto all'amido. Inoltre, la sua resistenza alla trazione è inferiore sia a quella del chitosano che dell'alginato di sodio, e il suo allungamento a rottura è intermedio tra i due8. La Na-CMC ha attirato l'attenzione dei gruppi di ricerca per le sue interessanti caratteristiche necessarie per diverse applicazioni nell'industria alimentare (ad esempio imballaggio alimentare, somministrazione di farmaci, ingegneria dei tessuti, ecc.)9. La sua biodegradabilità e biocompatibilità sono essenziali per il riciclaggio dei rifiuti alimentari, la sostenibilità e il miglioramento della durata di conservazione dei prodotti alimentari8.

Allo stesso modo, PAAm è un polimero lineare, idrofilo, non tossico, amorfo con gruppi (–CONH2). Queste proprietà offrono un’ampia gamma di usi pratici per l’imballaggio alimentare, la purificazione delle acque reflue e le applicazioni di stampa 3D. Tuttavia, a causa delle sue deboli proprietà meccaniche, alcuni ricercatori miravano a fondere PAAm con Na-CMC per migliorarne la resistenza meccanica e la capacità di formare film7,10,11,12.

Sulla base della buona miscibilità e delle caratteristiche comuni, diversi gruppi di ricerca hanno segnalato la preparazione della miscela Na-CMC-PAAm e hanno studiato l'effetto di vari nanoriempitivi sulle proprietà fisico-chimiche e biologiche di questa miscela. Il gruppo –CONH2 può creare interazioni con le molecole del farmaco e quindi facilitare l'uso di PAAm per il rilascio e la diffusione del farmaco e alcune altre applicazioni mediche e farmaceutiche6. Morsi et al.7 hanno sviluppato nanocompositi Li4Ti5O12/Na-CMC–PAAm per l'accumulo di energia e dispositivi microelettronici, nano-dielettrici sintonizzabili ed elettroliti polimerici solidi per batterie al litio. La miscela composta da poliacrilato di litio e PAAm ha raggiunto una conduttività ionica di (13,8 ± 2,4) × 10–5 S/m e un elevato sovrapotenziale nelle reazioni di decomposizione dell'acqua, che si è rivelato utile per i condensatori elettrochimici a stato solido13. Nascimento et al.14 hanno applicato la via della polimerizzazione a radicali liberi per preparare un idrogel di nanoargilla Na-CMC–PAAm–cloisite-Na+ con una struttura molto porosa da utilizzare come veicolo di trasporto per il rilascio controllato di prodotti chimici per l'agricoltura. Yadava et al.15 hanno preparato un composito GO/CMC/alginato e hanno scoperto che l'incorporazione dell'1% in peso di GO ha migliorato la resistenza alla trazione e il modulo di Young rispettivamente del 40% e del 1128%.