Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення
To create film materials with antimicrobial properties, silver nanoparticles are widely used, which are introduced, in particular, into polymer matrices. In this work, a mixture of polylactide-polycaprolactone polymers, taken in a mass ratio of 80–20, was used as a polymer base. These studies will f...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/764 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543966745329664 |
|---|---|
| author | Demchenko, V. L. Mamunya, Ye. P. Iurzhenko, M. V. Kobylinskyi, S. M. Rybalchenko, N. P. Hnatiuk, T. T. Rybalchenko, T. V. Marynin, A. I. Shtepa, D. V. Sytnyk, I. O. Demchenko, O. M. Rushkovsky, S. R. |
| author_facet | Demchenko, V. L. Mamunya, Ye. P. Iurzhenko, M. V. Kobylinskyi, S. M. Rybalchenko, N. P. Hnatiuk, T. T. Rybalchenko, T. V. Marynin, A. I. Shtepa, D. V. Sytnyk, I. O. Demchenko, O. M. Rushkovsky, S. R. |
| author_sort | Demchenko, V. L. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-23T12:24:52Z |
| description | To create film materials with antimicrobial properties, silver nanoparticles are widely used, which are introduced, in particular, into polymer matrices. In this work, a mixture of polylactide-polycaprolactone polymers, taken in a mass ratio of 80–20, was used as a polymer base. These studies will further contribute to the development of new safe materials, particularly in creating packaging materials for food products, which is undoubtedly an urgent problem today.The work aimed to create silver-containing polymer composites based on a mixture of polylactide and polycaprolactone by vacuum deposition of silver nanoparticles on the surface of the polymer matrix and to study the structure, morphology, thermophysical, antimicrobial, and genotoxic properties of the obtained composites.Silver nanoparticles were sputtered on the surface of the PLA-PCL polymer mixture using an FC-1100 ion sputtering device (JEOL, Japan) for 1, 3, and 5 min. The thickness of the films was 110 ?m. The structure, morphology, thermophysical, antimicrobial, and genotoxic properties of composites formed by sputtering silver nanoparticles on the surface of the polymer were studied using wide-angle X-ray scattering on a device XRD-7000 (Shimadzu, Japan), transmission electron microscopy (TEM) (a JEM-1230 JEOL, Japan), thermogravimetric analysis (a TGA Q50) (TA Instruments, USA), differential scanning calorimetry (a DSC Q2000) (TA Instruments, USA), as well as antimicrobial and genotoxic tests.Using X-ray structural analysis, it was found that the original polymers are characterized by a semi-crystalline structure, and the presence of metallic silver on the surface of the polymer was confirmed. It is shown that a layer of silver particles of about 425 nm is formed on the surface of the PLA-PCL mixture for a sputtering duration of 5 minutes.According to the results of differential scanning calorimetry, it has been found that when sputtering silver particles on the surface of polymers, the degree of crystallinity increases from 35 to 39 %, and the melting temperature Tm increases from 168 to 169–170 °C. At the same time, the influence of the metallic layer of silver on the amorphous phase of the polymer was not recorded.The antimicrobial activity of PLA-PCL-Ag samples with a spraying duration of 3 and 5 min against S. aureus and E. coli microorganisms was revealed.It was found that the studied samples did not show a toxic effect. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:35:35Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-764 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:11:38Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-7642026-01-23T12:24:52Z Structure, thermophysical, antimicrobial, and genotoxic properties of silver-containing nanocomposites film, obtained by sputtering deposition Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення Demchenko, V. L. Mamunya, Ye. P. Iurzhenko, M. V. Kobylinskyi, S. M. Rybalchenko, N. P. Hnatiuk, T. T. Rybalchenko, T. V. Marynin, A. I. Shtepa, D. V. Sytnyk, I. O. Demchenko, O. M. Rushkovsky, S. R. polylactide polycaprolactone silver-containing composite structure morphology thermal properties antimicrobial activity genotoxicity полілактид полікапролактон срібловмісний композит структура морфологія термічні властивості антимікробна активність генотоксичність To create film materials with antimicrobial properties, silver nanoparticles are widely used, which are introduced, in particular, into polymer matrices. In this work, a mixture of polylactide-polycaprolactone polymers, taken in a mass ratio of 80–20, was used as a polymer base. These studies will further contribute to the development of new safe materials, particularly in creating packaging materials for food products, which is undoubtedly an urgent problem today.The work aimed to create silver-containing polymer composites based on a mixture of polylactide and polycaprolactone by vacuum deposition of silver nanoparticles on the surface of the polymer matrix and to study the structure, morphology, thermophysical, antimicrobial, and genotoxic properties of the obtained composites.Silver nanoparticles were sputtered on the surface of the PLA-PCL polymer mixture using an FC-1100 ion sputtering device (JEOL, Japan) for 1, 3, and 5 min. The thickness of the films was 110 ?m. The structure, morphology, thermophysical, antimicrobial, and genotoxic properties of composites formed by sputtering silver nanoparticles on the surface of the polymer were studied using wide-angle X-ray scattering on a device XRD-7000 (Shimadzu, Japan), transmission electron microscopy (TEM) (a JEM-1230 JEOL, Japan), thermogravimetric analysis (a TGA Q50) (TA Instruments, USA), differential scanning calorimetry (a DSC Q2000) (TA Instruments, USA), as well as antimicrobial and genotoxic tests.Using X-ray structural analysis, it was found that the original polymers are characterized by a semi-crystalline structure, and the presence of metallic silver on the surface of the polymer was confirmed. It is shown that a layer of silver particles of about 425 nm is formed on the surface of the PLA-PCL mixture for a sputtering duration of 5 minutes.According to the results of differential scanning calorimetry, it has been found that when sputtering silver particles on the surface of polymers, the degree of crystallinity increases from 35 to 39 %, and the melting temperature Tm increases from 168 to 169–170 °C. At the same time, the influence of the metallic layer of silver on the amorphous phase of the polymer was not recorded.The antimicrobial activity of PLA-PCL-Ag samples with a spraying duration of 3 and 5 min against S. aureus and E. coli microorganisms was revealed.It was found that the studied samples did not show a toxic effect. Для створення плівкових матеріалів з антимікробними властивостями широко використовуються наночастинки срібла, які вводяться, зокрема, в полімерні матриці. У цій роботі як полімерну основу використовували суміш полімерів полілактид-полікапролактон, взятих у масовому співвідношенні 80?20. Ці дослідження в подальшому сприятимуть розробці нових безпечних матеріалів, зокрема при створенні пакувальних матеріалів для харчових продуктів, що на сьогодні, безперечно, є актуальною проблемою.Метою роботи було створення срібловмісних полімерних композитів на основі суміші полілактиду і полікапролактону шляхом вакуумного напилення наночастинок срібла на поверхню полімерної матриці та вивчення структури, морфології, теплофізичних, антимікробних та генотоксичних властивостей одержаних композитів.Напилення наночастинок срібла на поверхню суміші біополімерів ПЛА-ПКЛ виконували за допомогою приладу FC-1100 ion sputtering device (JEOL, Japan) протягом 1, 3 та 5 хв. Товщина плівок становила 110 мкм. Структура, морфологія, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості композитів, сформованих шляхом напилення наночастинок срібла на поверхню полімера, досліджено за допомогою ширококутного розсіювання рентгенівських променів на приладі XRD-7000 (Shimadzu, Японія), трансмісійної електронної мікроскопії (TEM) (JEM-1230 JEOL, Японія), термогравіметричного аналізу (TGA Q50) (TA Instruments, USA), диференціальної сканувальної калориметрії (DSC Q2000) (TA Instruments, USA), а також антимікробних та генотоксичних випробувань.Методом рентгеноструктурного аналізу було встановлено, що вихідні біополімери характеризуються напівкристалічною структурою та підтверджено наявність металічного срібла на поверхні полімера. Показано, що на поверхні суміші ПЛА-ПКЛ утворюється шар частинок срібла товщиною близько 425 нм за час напилення 5 хв.За результатами диференціальної сканувальної калориметрії було виявлено, що при напиленні частинок срібла на поверхню біополімерів підвищується ступінь кристалічності з 35 до 39 % та температура плавлення Тпл з 168до 169–170 °С. При цьому впливу металевого шару срібла на аморфну фазу полімера не зафіксовано. Виявлено антимікробну активність зразків ПЛА-ПКЛ-Ag з тривалістю напилення 3 та 5 хв щодо мікроорганізмів S. aureus та E. coli. Було встановлено, що досліджувані зразки не проявляли токсичного ефекту. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2025-03-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/764 10.15407/hftp16.01.090 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 16 No. 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 90-103 Химия, физика и технология поверхности; Том 16 № 1 (2025): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 90-103 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 16 № 1 (2025): Хімія, фізика та технологія поверхні; 90-103 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp16.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/764/782 Copyright (c) 2025 V. L. Demchenko, Ye. P. Mamunya, M. V. Iurzhenko, S. M. Kobylinskyi, N. P. Rybalchenko, T. T. Hnatiuk, T. V. Rybalchenko, A. I. Marynin, D. V. Shtepa, I. O. Sytnyk, O. M. Demchenko, S. R. Rushkovsky https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | полілактид полікапролактон срібловмісний композит структура морфологія термічні властивості антимікробна активність генотоксичність Demchenko, V. L. Mamunya, Ye. P. Iurzhenko, M. V. Kobylinskyi, S. M. Rybalchenko, N. P. Hnatiuk, T. T. Rybalchenko, T. V. Marynin, A. I. Shtepa, D. V. Sytnyk, I. O. Demchenko, O. M. Rushkovsky, S. R. Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| title | Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| title_alt | Structure, thermophysical, antimicrobial, and genotoxic properties of silver-containing nanocomposites film, obtained by sputtering deposition |
| title_full | Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| title_fullStr | Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| title_full_unstemmed | Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| title_short | Структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| title_sort | структура, теплофізичні, антимікробні та генотоксичні властивості срібловмісних плівкових нанокомпозитів, отриманих шляхом напилення |
| topic | полілактид полікапролактон срібловмісний композит структура морфологія термічні властивості антимікробна активність генотоксичність |
| topic_facet | polylactide polycaprolactone silver-containing composite structure morphology thermal properties antimicrobial activity genotoxicity полілактид полікапролактон срібловмісний композит структура морфологія термічні властивості антимікробна активність генотоксичність |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/764 |
| work_keys_str_mv | AT demchenkovl structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT mamunyayep structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT iurzhenkomv structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT kobylinskyism structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT rybalchenkonp structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT hnatiuktt structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT rybalchenkotv structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT maryninai structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT shtepadv structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT sytnykio structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT demchenkoom structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT rushkovskysr structurethermophysicalantimicrobialandgenotoxicpropertiesofsilvercontainingnanocompositesfilmobtainedbysputteringdeposition AT demchenkovl strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT mamunyayep strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT iurzhenkomv strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT kobylinskyism strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT rybalchenkonp strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT hnatiuktt strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT rybalchenkotv strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT maryninai strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT shtepadv strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT sytnykio strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT demchenkoom strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ AT rushkovskysr strukturateplofízičníantimíkrobnítagenotoksičnívlastivostísríblovmísnihplívkovihnanokompozitívotrimanihšlâhomnapilennâ |