Lớp phủ phim silane tự lắp ráp và hạt nano bạc trên hợp kim magiê để chống ăn mòn và ứng dụng kháng khuẩn

Acta Metallurgica Sinica (English Letters) - Tập 26 - Trang 681-686 - 2013
Rongchang Zeng1, Lijun Liu1, Shuoqi Li1, Yuhong Zou2, Fen Zhang1, Yanan Yang2, Hongzhi Cui1, En-hou Han3
1College of Material Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, China
2College of Chemical and Environmental Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, China
3State Key laboratory for Corrosion and Protection, Institute of Metals Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang, China

Tóm tắt

Ô nhiễm do sự bám dính của vi sinh vật lên hợp kim magiê rất phổ biến trong nhiều ứng dụng. Công nghệ tự lắp ráp đã được sử dụng để chuẩn bị lớp phủ composite kháng khuẩn bằng cách cố định các hạt nano bạc (AgNPs) lên bề mặt của hợp kim magiê. Các AgNPs được cố định trên bề mặt của hợp kim magiê AZ31 sửa đổi bằng 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) thông qua lực tương tác tĩnh điện giữa các nhóm amino đã proton hóa một phần và các AgNPs có điện tích âm được bao phủ bởi citrate, kết quả là tạo ra nền APTMS/Mg gắn AgNPs (AgNPs/APTMS/Mg). Hợp chất keo Ag đã chuẩn bị và hợp kim AZ31 được chức năng hóa đã được đặc trưng bằng phổ tử ngoại - nhìn thấy (UV-vis), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), kính hiển vi điện tử quét (SEM), và các phương pháp điện hóa. Cuối cùng, hoạt tính diệt khuẩn của nền AgNPs/APTMS/Mg đối với Escherichia coli đã được đánh giá thông qua vùng ức chế. Kết quả cho thấy rằng các liên kết covalent Si-O-Si tồn tại trên nền với sự hình thành các liên kết vô cơ Si-O-Mg. Các AgNPs được cố định và phân tán tốt, tạo ra một lớp dưới đơn phân lớp đồng nhất trên màng silane theo hai chiều. Hợp kim AZ31 đã được xử lý với AgNPs/APTMS thể hiện khả năng chống ăn mòn tốt hơn và hiệu suất kháng khuẩn xuất sắc.

Từ khóa

#hợp kim magiê; lớp phủ kháng khuẩn; hạt nano bạc; tự lắp ráp; chống ăn mòn

Tài liệu tham khảo

D. Tie, F. Feyerabend, W.D. Müller, R. Schade, K. Liefeith, K.U. Kainer and R. Willumeit, Eur. Cell. Mater. 25 (2013) 284. J.H. Tian, Y.P. Jiao, C.R. Zhou, X.L. Dang, S. Ding, L.H. Li and H. Li, Chin. J. Mater. Res. 26 (2012) 449. (in Chinese) J.H. Tian, S. Ding, C.R. Zhou, L.H. Li, P. Zhang, Y.P. Jiao and H. Li, J. Funct. Mater. 44 (2013) 640. J. Chen, J.H. Dong, J.Q. Wang, E.H. Han and W. Ke, Corros. Sci. 50 (2008) 3610. T.F. de Conceicao, N. Scharnagl, C. Blawert, W. Dietzel and K.U. Kainer, Thin Solid Films 518 (2010) 5209. R.C. Zeng, Z.D. Lan, L.H. Kong, Y.D. Huang and H.Z. Cui, Surf. Coat. Technol. 205 (2011) 3347. R.C. Zeng, Z.D. Lan, J. Chen, X.H. Mo and E.H. Han, Chin. J. Nonferrous Met. 19 (2009) 397. (in Chinese) R.C. Zeng, J. Chen, J. Kuang, J. Zhang and Y. Wang, Rare Met. 29 (2010) 193. M. Oki and E. Charles, Mater. Lett. 63 (2009) 1990. H. Takahashi, N. Shirahata, T. Narushima and T. Yonezawa, Appl. Surf. Sci. 262 (2012) 129. J.H. An, W.A. El-Said, C.H. Yea, T.H. Kim and J.W. Choi, J. Nanosci. Nanotechnol. 11 (2011) 4424. Y.Y. Yue, Z.X. Liu, T.T. Wan and P.C. Wang, Prog. Org. Coat. 76 (2013) 835. L. Calabrese, L. Bonaccorsi and E. Proverbio. J. Coat. Technol. Res. 9 (2012) 597. L. Li and Q.B. Wang, ACS Nano 7 (2013) 3053. M. Asbahi, H. Duan, K.T. Lim, V. Ng, N. Thiyagarajah, F. Wang and J.K. Yang, Langmuir 28 (2012) 16782. A.M. Yousefi, Y.L. Zhou, A. Querejeta-Fernández, K. Sun and N.A. Kotov, J. Phys. Chem. Lett. 3 (2012) 3249. A.V. Fuchs, S. Ritz, S. Pütz, V. Mailänder, K. Landfester and U. Ziener, Biomater. Sci. 1 (2013) 470. V. Kumar, C. Jolivalt, J. Pulpytel, R. Jafari and F. Arefi-Khonsari, J. Biomed. Mater. Res. A 101 (2013) 1121. V. Gopinath, S. Priyadarshini, N. Meera Priyadharsshini, K. Pandian and P. Velusamy, Mater. Lett. 91 (2013) 224. N. Fukuda, N. Ishida, K. Nomura, T. Wang, K. Tamada and H. Ushijima, Langmuir 27 (2011) 12916. N.R. Jana, L. Gearheart and C.J. Murphy, Chem. Commun. 7 (2001) 617. A.F. Wang, H.Y. Tang, T. Cao, S.O. Salley, K.Y. Simon Ng., J. Colloid Interface Sci. 291 (2005) 438. L.M. Chen, L. Zheng, Y.H. Lv, H. Liu, G.C. Wang, N. Ren, D. Liu, J.Y. Wang and R.I. Boughton, Surf. Coat. Technol. 204 (2010) 3871. R.H. Tian, T.N. Rao, Y. Einaga and J.F. Zhi, Chem. Mater. 18 (2006) 939. A.S. Dehnavi, A. Aroujalian, A. Raisi and S. Fazel, J. Appl. Polym. Sci. 127(2) (2013) 1180. D.V. Quang, P.B. Sarawade, A. Hilonga, J.K. Kim, Y.G. Chai, S.H. Kim, J.Y. Ryu and H.T. Kim, Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 389 (2011) 118. A.F. Scott, J.E. Gray-Munro and J.L. Shepherd, J. Colloid Interface Sci. 343 (2010) 474. Q. Chen and N.L. Yakovlev, Appl. Surf. Sci. 257 (2010) 1395. F. Zucchi, A. Frignani, V. Grassi, A Balbo and G. Trabaelli, Mater. Chem. Phys. 110 (2008) 263. W.J. van Ooij and D. Zhu, Corrosion 57 (2001) 413. E. Ukaji, T. Furusawa, M. Sato and N. Suzuki, Appl. Surf. Sci. 254 (2007) 563. J.Y. Hu, Q. Li, X.K. Zhong, L.Q. Li and L. Zhang, Thin Solid Films 519 (2010) 1361. B.C. Wang, Corrosion and Protection of Materials, Peking University Press, Beijing, 2012, p. 64. (in Chinese) Y. Okazaki, Y. Ito, K. Kyo and T. Tateishi, Mater. Sci. Eng. A 213 (1996) 138. Y. Wang, J. Xiong, J. Yan, H. Fan and J. Wang, Surf. Coat. Technol. 206 (2011) 1277. X.Y. Lu, Y. Zuo, X.H. Zhao and Y.M. Tang, Corros. Sci. 60 (2012) 165. H. Zhao and J.Z. Cui, Surf. Coat. Technol. 201 (2007) 4512. Y.C. Xin, C.L. Liu, K.F. Huo, G.Y Tang, X.B. Tian and P.K. Chu, Surf. Coat. Technol. 203 (2009) 2554. M.E. Wilms, V.J. Gadgil, J.M. Krougman and F.P. Ijsseling, Corros. Sci. 36 (1994) 871. J. Song, H. Kang, C. Lee, S.H. Hwang and J. Jang, Appl. Mater. Interfaces 4 (2012) 460.