Автор: Распространение и накопление микропластика в окружающей среде является серьезной угрозой для экологии планеты [1]. Микрочастицы пластиков — полимерных материалов — пагубно влияют на флору и фауну, и представляют опасность для здоровья человека [2]. Кроме того, микропластик может служить средой для развития и/или транспортировки вредных бактерий и различных патогенов [3].
Одним из путей решения обозначенной проблемы является замена неразлагаемых полимерных материалов биоразлагаемыми аналогами. Кроме того, придание полимерам антибактериальных свойств может снизить вероятность заражения бактериальными инфекциями через частицы микропластика, не позволяя вредным микроорганизмам развиваться на их поверхности.
В данной работе представлены два полимерных материала, применяемых в различных областях, начиная от пищевой промышленности и заканчивая биомедициной — поликапролактон и поликрилатные пластики. Поликапролактон (ПКЛ) является биоразлагаемым полимером и способен постепенно разлагаться до нетоксичных остатков. Материалы на основе полиакрилатов (ПА) не являются биоразлагаемыми, но очень широко применяются, в том числе — в сельском хозяйстве. В данной работе описанные материалы были модифицированы введением антибактериальных наночастиц, полученных с привлечением фотонных технологий.
На рисунке 1 приведены данные по изменению антибактериальной активности материалов при введении наночастиц оксидов металлов на примере полиакритов.
наночастиц оксидом титана, меди, цинка и серебра.
Можно отметить, что сам полиакрилатный материал является достаточно благоприятной средой для роста бактерий, так как величины оптической плотности практически совпадают с контрольным образцом (среда без материала). Введение 0,1 масс.% наночастиц оксидов титана, меди, цинка и серебра, полученных методом импульсной лазерной абляции в чистом растворителе (воде) снижает скорость роста бактерий на 47% (TiO2), 49% (CuO), 53% (ZnO) и 64% (Ag2O) в пределе за 24 часа эксперимента. Таким образом, микрочастицы ПА, модифицированного антибактериальными наночастицами уже не будут являться средой для роста, развития и переноса патогенных микроорганизмов. Подобная катрина наблюдается в случае с ПКЛ, модифицированным теми же наночастицами. То есть, помимо способности к разложению в окружающей среде, ПКЛ также будет способен выступать в роли антибактериального агента, не позволяющего микроорганизмам разрастаться на поверхности микропластика.
Разработка и внедрение предлагаемых в данной работе материалов позволит сделать шаг в сторону снижения опасности распростанения микропластика в окружающей среде.
Литература
- Э. Р. Кудояров, Д. Д. Каримов, Т. Г. Якупова и др. // Эпоха науки, Т. 38, 373-377 (2024)
- М. Х. Яхьяева // Теория и практика современной науки, №10(88), 197-204 (2022).
- Л. Ч. Бурак, М. И. Писарик, Н. П. Богданов // Научное обозрение, № 2, 33-40 (2024).
Авторы: Козлов В.А., Шабалина А.В., Фомина П.А., Грицаева А.В., Попов И.А., Булыгин Е.А., Оловянников Г.А., Шумейко С.А, Захаров Д.А., Гудков С.В. Институт общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук, 119991 ГСП-1, г. Москва, ул. Вавилова, д. 38
